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十进制加密核心技术

2019-09-18 7页 doc 99KB 17阅读

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十进制加密核心技术十进制加密技术人们都懂得,咱们普通使用HYPERLINK""加密算法都是是针对十六进制数进行加密,而人习惯使用十进制数,在相称多网络通信应用中需要对十进制数信息进行加密。有诸多应用规定十进制数明文位数和加密后十进制数密文位数相相应,而不能基于十六进制加密算法就无法满足这方面规定,采用十进制数明文转换成十六进制数明文进行加密,再将加密后十六进制数密文转换成十进制数,其密文十进制位数将多于十进制数明文位数,不能满足十进制数明文与密文长度相等特殊规定。下面咱们就给人们简介一下十进制加密技术。一、十进制加密技术其算法原理AES加...
十进制加密核心技术
十进制加密技术人们都懂得,咱们普通使用HYPERLINK""加密算法都是是针对十六进制数进行加密,而人习惯使用十进制数,在相称多网络通信应用中需要对十进制数信息进行加密。有诸多应用十进制数明文位数和加密后十进制数密文位数相相应,而不能基于十六进制加密算法就无法满足这方面规定,采用十进制数明文转换成十六进制数明文进行加密,再将加密后十六进制数密文转换成十进制数,其密文十进制位数将多于十进制数明文位数,不能满足十进制数明文与密文长度相等特殊规定。下面咱们就给人们简介一下十进制加密技术。一、十进制加密技术其算法原理AES加密算法是美国HYPERLINK""数据加密国标,是对称加密算法中加密性能和速度等各项性能指标最佳加密算法。而本文咱们基于十进制加密技术新算法是以AES加密算法为基本,并对AES四种加密运算进行重新,以适应十进制数直接加密规定。将AES中轮密钥加改为轮密钥加密运算控制,不同密钥加密运算算法不同样,使加密算法具备随机性。提出了动态密钥概念,做到了加密解密一次一密,使加密算法具备混沌加密算法一次一密特点。因而,新算法同步具备AES加密算法、随机加密算法、混沌加密算法长处。1、加密中四种运算该算法以AES加密算法为基本进行设计,对HYPERLINK""AES算法中四种加密运算S盒替代(ByteSub)、行移位(ShiftRows)、列混合(MixColumn)、轮密钥加(AddRounds)分别进行重新设计,将AES中轮密钥加设计为轮密钥运算控制。下面分别对四种加密运算进行简介:(1)S盒替代(S-box)由于本加密算法是基于十进制数,因此S盒空间为GF(10),相对于AES加密中S盒GF(256)要小得多。为了使状态在加密过程中得到扩散,咱们设计S盒替代使替代值与原值有2bit变化,也就是在每一轮替代中达到有一半bit位发生了变化,使每一组状态state在加密过程中得到充分扩散。咱们设计S盒如图所示:(2)行移位(ShiftRows)下表中Nb为状态state列数,ci为第i行移位位数。状态依照实际使用状况可分为8位、12位、16位、20位、24位、28位、32位等十进制数,状态中最后3行循环移位位数如下表所示。即第0行不移位。第1行移位c1位数。第2行移位c2位数,第3行移位c3位数,对与不大于4列和不不大于7列状态移位要进行特殊解决。(3)列混合(MixColumn)十进制数列混合运算不能使用AES列混合,AES列混合中异或加对于十进制数没有可逆性。这里采用线性列混合加密,加密时对每一列数据进行列混合,得到成果放回到本来矩阵中,列混合矩阵见公式1:列混合逆矩阵见公式2:定义1:对于正整数矩阵A,如果存在正整数矩阵B,使得A*B=Emodm(E为单位矩阵),则称B为A逆正整数矩阵。定理1:对于正整数矩阵A,如果gcd(det(A),m)=1,则正整数矩阵A逆正整数矩阵B存在,且det(A)*B=A*modm(det(A)为A行列式值,A*为A随着矩阵)。证明:∵A*A-1=E设从来量α使得A*α=kmodm,k为从来量,有A-1*k=A*det(A)*k=αmodm如果存在一矩阵B,满足B=A-1modm即det(A)*B=A*modm∵gcd(det(A),m)=1∴gcd(det(A),m)αA*依照线性同余式定理∴矩阵B存在且B=A-1modm证毕(4)轮密钥运算控制(ControlRoundKey)在AESHYPERLINK""加密算法中,运用密钥与状态相应字节做异或运算来加密。但是异或运算对于十进制数没有可逆性,因此咱们将AES轮密钥加改为轮密钥运算控制,定义了四种运算对状态循环加密运算。轮密钥运算控制程序有四个入口,入口由每一轮加密所使用密钥按位和模上4来拟定。该算法中普通规定密钥为32位十进制数,每一轮加密所用密钥是由密钥扩展函数依照上一次加密所用密钥扩展得到。轮密钥运算控制伪代码如下:ControlRoundKey(State,key,time){i0=len*time;//len为状态长度enter=0; for(i=i0;i流程
如下:CBSMC…BSMCBSC由于该加密运算中采用每一种运算都是可逆,因此对于上面加密过程只需要对每一种运算求逆即可解密。解密流程如下:C-1S-1B-1 C-1M-1S-1B-1…C-1M-1S-1B-1 C-1二、十进制加密算法加密性能分析咱们对该算法加密性能进行了软件仿真测试分析,分别以12位、16位、20位、32位十进制数为加密分组,进行2到15轮加密解密运算测试,20位十进制数为加密分组所得测试成果如下。明文对密文扩散率,密钥对密文扩散率如图所示:解密时密文对明文扩散率,密钥对明文扩散率如下图所示,从下图中可看出,加密轮数不不大于4就有较好扩散性。本加密算法借鉴了HYPERLINK""AES加密算法思想,并对AES算法进行重新设计,适应十进制数加密/解密规定。此加密算法中重新定义了AES中S盒置换、行移位、列混合、轮密钥加四种运算,算法结合了AES加密算法、混沌加密算法、随机加密算法特点,克服了由于密钥、状态为十进制数使空间变小而带来加密强度减少问题。其中S盒置换与列混合可以有效地对抗明文差分袭击与有关性分析,算法对硬件规定低,实现容易,加密解密速度快,加密强度高,具备较高安全性,该加密算法可广泛用于各种需要十进制数加密领域。
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