AES与RSA算法优化及混合加密体制的研究

"AES与RSA算法优化及其混合加密体制的研究，通过改进AES的密钥扩展方法，优化RSA的大数模幂运算，结合中国剩余定理和蒙哥马利模乘，构建了一种高效的混合加密体制，同时利用消息摘要、数字签名和数字信封技术增强安全性。" 本文详细探讨了对两种广泛应用的加密算法——AES（高级加密标准）和RSA（ Rivest-Shamir-Adleman）的优化策略。AES是一种块密码，以其快速和高效的特点被广泛用于数据加密。然而，其密钥扩展过程存在潜在的安全隐患，对此，研究者提出了一种改进的密钥扩展算法，旨在增强AES的安全性。 在AES的轮函数中，列混合和逆列混合操作的运算时间差异是效率优化的关键点。研究者在有限域GF(2^8)上寻找了列混合和逆列混合的最简形式，使得它们在加密和解密过程中占用的运算资源相等，从而提高了整体运算效率。 对于RSA算法，其主要问题是运算效率低，特别是在大数模幂运算上。为了解决这个问题，研究者将传统的基于两个素数的RSA系统转换为基于四个素数的系统。在签名（解密）过程中，他们应用了中国剩余定理（CRT）并结合蒙哥马利模乘技术，极大地提升了大数模幂运算的速度，进一步优化了RSA的运算效率。 基于上述优化，研究者构建了一个混合加密体制，它结合了AES和RSA的优势，同时引入了消息摘要技术（如MD5或SHA系列），用于验证数据的完整性和原始性；数字签名技术提供了身份认证和不可否认性；数字信封技术则用于保护私钥的安全传输，实现了方便的密钥管理和高效的加密解密流程。 实验结果显示，优化后的算法在运算速度上具有显著优势，而且具有较高的实际应用可行性。这种混合加密体制不仅可以提高加密系统的性能，还能增强安全性，为实际的网络通信和数据保护提供了有力的支持。 该研究通过深入研究和优化AES和RSA的内在机制，提出了一种兼顾安全与效率的加密解决方案，对现代密码学领域的实践和理论研究有着重要的贡献。