AES加密解密原理与应用
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更新于2024-07-12
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"AES的加密与解密-密码学课件(5)_USTC"
AES(Advanced Encryption Standard),即高级加密标准,是现代密码学中广泛使用的块密码算法,主要设计用于替代之前的安全性受到挑战的DES(Data Encryption Standard)。AES的出现源于DES的不足,尤其是在密钥长度和计算效率方面。DES的64位分组长度和56位密钥在当时已经显得不够安全,而3DES虽然增加了安全性,但软件实现时速度较慢。因此,美国国家标准技术协会(NIST)在1997年发起了新密码标准的征集,要求新的标准具有128位的块大小和128、192或256位的可变密钥长度。
AES的最终胜出者是Rijndael算法,由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen共同开发,并在2000年被NIST选为AES标准,发布在FIPS PUB 197中。AES的核心特点是它不采用Feistel结构,而是每轮包含四个独立的操作:字节代换(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)和轮密钥加(AddRoundKey)。这些操作的组合使得AES具有很高的安全性,并且易于在各种硬件和软件平台上实现。
AES的评估准则包括三个方面:安全性、成本和算法及执行特征。安全性主要是指抵抗密码分析的能力,包括公开的安全分析结果。成本则关注AES在各种应用中的计算效率,如软件和硬件实现的速度。算法和执行特征则涉及AES的灵活性、适应性、简洁性和可分析性,确保它能在不同环境下高效、安全地工作。
在软件实现中,AES的性能被评估为跨平台的执行速度以及密钥长度变化时的速度影响。而在受限的空间环境,例如智能卡等嵌入式系统中,AES的效率和占用空间也是关键考量因素。对于硬件实现,AES的优化目标是提升执行速度和减少代码长度,同时需要考虑对硬件攻击的防御能力,比如侧信道攻击等。
AES的广泛应用验证了其设计的成功,它已经成为现代通信、数据存储、网络安全等多个领域的标准加密算法。其强大的安全性、高效的实现和广泛的适应性,使AES成为密码学领域不可或缺的一部分。
2010-09-05 上传
2023-07-20 上传
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2023-06-07 上传
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