高级加密标准AES及其实现技巧

文章介绍了美国联邦信息处理标准（FIPS）草案－高级加密标准AES（Advanced Encryption Standard),用ANSI C高效实现了此算法,并给出了其执行性能。     

一种可伸缩性视频加密方案

随着网络的不断普及和发展,数字视频在网络中有了越来越多的应用,随之也提出了视频安全性问题,通过视频加密可以很好地解决此问题.为了满足网络对视频加密的要求,设计了一种可伸缩性视频加密的方案.考虑到小波的多尺度性,建立了一个基于小波变换的视频压缩平台,在此平台上进行了仿真加密实验,即在压缩的过程中从小波系数置乱、系数随机翻牌、运动矢量置乱等方面进行加密,并与其他算法进行了比较实验.实验结果表明,该方案具有加密效果好,密钥量较低,安全性好等优点,同时对压缩比和压缩效率有较好的保持,是一种高效的视频加密方案。     

基于AES的数据加密方案

将最新的数据加密标准（AES）算法Rijndael与目前国际上应用最广泛的公开密钥密码技术（RSA）相结合，提出了一种新的数据加密方案。     

基于AES的Flash加密实现

目前随着Flash成为网络多媒体的主流,相关的破解软件和加密软件也越来越多,部分破解软件不仅可以查看swf里面的相关脚本代码,还可以将swf格式的文件还原成Fla格式。加密器就是针对现状基于AES加密方式对swf文件进行整体加密,防止反编译软件的攻击。     

基于AES算法的磁盘加密设计与实现

设计了一种纯软件的磁盘加密系统,系统利用Windows驱动开发技术,采用AES（高级加密标准：Advanced EncryptionStandard）算法作为磁盘加密算法,在不需要添加额外硬件设备的情况下,实现对磁盘内部数据加密和解密,有效地保护了磁盘的敏感信息。     

H.264中基于DCT域的视频可控加密研究

提出一种适用于H．264／AVC的DCT系数分层可控加扰算法,按照特定规律修改Intra帧的DCT系数,再利用帧间预测将加扰效果扩散至所有帧。最终实现视频的无级扰乱。实验结果表明,此算法克服以往空间加扰算法造成压缩效率下降的不足,具有很好的加扰效果,适用于H．264／AVC的视频系统中。     

基于AES与RSA的BLE门禁管理系统的数据加密

针对AES密钥管理中存在的安全性不高和RSA不适合大数据量加/解密的缺陷,为保障用户的敏感信息以及BLE门禁设备的重要数据,本文提出了采用AES与RSA混合的加密体制。利用AES算法来加/解密敏感数据,RSA算法来加/解密AES算法的密钥。然后,采用DBMS外层加密方式和字段级的加密粒度,在BLE门禁管理系统中实现对"敏感数据"的加/解密处理,以及混合加密体制下密钥的管理,保证了数据的安全性与可靠性。     

基于AES算法的存储测试系统设计

为了实现对存储测试系统在某些应用场合中数据保密的需求,提出了一种基于AES算法的数据加密系统设计方案,并完成了系统的算法仿真与硬件设计。系统的硬件以Xilinx公司的FPGA为主要芯片,实现数据采集与加密功能。采用VHDL语言来描述AES算法的硬件实现,对AES加密系统的整体结构和各个子模块进行了仿真与优化。从仿真测试结果看,完全能够满足存储测试系统的加密要求,达到了设计要求。     

基于混沌映射和AES算法的图像加密方案

提出了一种对图像信号进行时空两级加密的方法。在时序加密级,采用混沌序列作为AES加密的初始密钥,既保留了AES作为常规加密算法的优良特性,又方便了密钥的产生和管理。在空间置换加密级,给出了一种将混沌序列转换为空间置换矩阵的新方法。混沌序列由参数受调的logistic映射产生,避免了混沌迭代进入短周期效应。实验结果表明加密图像效果良好,解密图像无损伤。     

H.264中基于DCT域的视频可控加密研究

提出一种适用于H.264/AVC的DCT系数分层可控加扰算法,按照特定规律修改Intra帧的DCT系数,再利用帧间预测将加扰效果扩散至所有帧,最终实现视频的无级扰乱。实验结果表明,此算法克服以往空间加扰算法造成压缩效率下降的不足,具有很好的加扰效果,适用于H.264/AVC的视频系统中。     

基于异构可重构计算的AES加密系统研究

随着大数据的发展及加密场景的增多,仅以软件运行的加密方式难以满足加密性能的需求;而使用Verilog/VHDL方式实现的FPGA/ASIC加密系统又存在灵活性较差、维护升级困难等问题。针对上述问题,设计并实现了一种基于异构可重构计算的AES算法加密系统,包含了AES算法ECB、CBC、CTR三种主流模式,每种模式实现了128 bit、192 bit、256 bit三种密钥大小的加密。基于FPGA对模块分别进行了硬件加速,同时基于硬件可重构机制实现了不同模式及不同位宽加密模块的动态切换。通过在Intel Stratix 10上实现并验证该系统,实验结果表明：系统中AES-ECB、AES-CTR、AES-CBC吞吐率分别达到116.43 Gbps、60.34 Gbps、4.32 Gbps,ECB模式相比于Intel Xeon E5-2650 V2 CPU和Nvidia GeForce GTX 1080 GPU分别获得了23.18倍与1.43倍的加速比,整体系统相比纯软件方式的计算加速比达到4.72。     

基于MapReduce的并行AES加密算法

针对云计算环境的隐私保护问题,采用加密数据存储是一个可行的选择.为了提高数据加密解密的速度,结合云环境的并行计算特点和AES加密算法,设计了一种并行AES加密方案,给出了具体的并行算法,分析了算法的性能,并通过实验证明了方法的有效性.实验结果表明该并行算法在MapReduce模式下,在16核4节点构成的云计算集群上能够达到15.9的加速比,总加密时间减少了72.7%.     

基于AES轮函数认证加密算法研究与设计

认证加密算法同时保证信息的机密性和完整性,在信息安全领域具有广泛的应用前景。利用混合整数线性规划方法,搜索高效且最小活跃S盒较多的迭代结构,基于AES轮函数和广义Feistel结构设计底层的轮函数,实现了一个基于 AES 轮函数的认证加密算法。该认证加密算法具有抵抗碰撞攻击、差分攻击、线性攻击等攻击的能力,且效率是原有认证加密算法AES-GCM的两倍。     

一种基于AES和三素数RPrime RSA认证加密方案

运用中国剩余定理加快处理三素数RPrime RSA解密算法,提出了一种全新的基于AES算法和三素数RPrime RSA算法的认证加密方案,具有高效、安全等特点,非常适合在智能卡之间、智能卡和终端之间的认证和信息交换。     

细胞神经网络与改进AES的超混沌图像加密方案

针对当前一类基于混沌系统的图像加密算法的应用进行研究,提出了一种五维细胞神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法定义了五个数和提取一个与明文像素值相关的参数作为密钥,通过细胞神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;将明文与目标密钥进行异或处理;将目标密钥代入算法进行若干次AES加密算法进行加密得到密文。通过实验仿真表明,该算法能较好地抵抗差分攻击、统计特性分析等,而且还能有效抵抗明文攻击,加密效果较好。     

Hopfield神经网络和AES结合的超混沌图像加密算法

针对近几年人工神经网络在图像加密领域的应用进行了研究,提出了一种新的四维Hopfield神经网络和AES（高级加密标准）加密算法相结合的超混沌图像加密算法。该方法首先定义了四个数和提取一个明文像素值的平均值作为密钥,通过Hopfield神经网络生成的超混沌序列作为AES加密算法的目标密钥;然后,将明文与目标密钥进行异或处理;最后,将目标密钥代入算法进行三重AES加密算法进行加密得到密文。通过仿真实验表明,该算法能够很好地结合两种算法的优点,达到非常好的加密效果。     

可重构的串行高级加密标准加解密电路设计

为了进一步提高高级加密标准(AES)算法在现场可编程门阵列(FPGA)上的硬件资源使用效率,提出一种可支持密钥长度128/192/256位串行AES加解密电路的实现方案。该设计采用复合域变换实现字节乘法求逆,同时实现列混合与逆列混合的资源共享以及三种AES算法密钥扩展共享。该电路在Xilinx Virtex-Ⅴ系列的FPGA上实现,硬件资源消耗为1871slice、4RAM。结果表明,在最高工作频率173.904MHz时,密钥长度128/192/256位AES加解密吞吐率分别可达2119/1780/1534Mb·s^(-1)。该设计吞吐率/硬件资源比值较高,且适用支持千兆以太网。     

Efficient video encryption scheme based on advanced video coding

A video encryption scheme combining with advanced video coding (AVC) is presented and analyzed in this paper, which is different from the ones used in MPEG1/2 video encryption. In the proposed scheme, the intra-prediction mode and motion vector difference are encrypted with the length-kept encryption algorithm (LKE) in order to keep the format compliance, and the residue data of the macroblocks are encrypted with the residue data encryption algorithm (RDE) in order to keep low cost. Additionally, a key distribution scheme is proposed to keep the robustness to transmission errors, which assigns sub-keys to different frames or slices independently. The encryption scheme’s security, time efficiency and error robustness are analyzed in detail. Experimental results show that the encryption scheme keeps file format unchanged, is secure against replacement attacks, is efficient in computing, and is robust to some transmission errors. These properties make it a suitable choice for real-time applications, such as secure IPTV, secure videoconference or mobile/wireless multimedia, etc.

改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法

针对近年来AES（Advanced Encryption Standard）加密算法在图像加密领域应用中存在的一些缺点,提出了一种基于改进Henon超混沌系统与AES结合的图像加密算法。该算法首先利用四维Henon超混沌系统产生超混沌序列,通过引入明文图像像素的相关特性作为参数来截取超混沌序列作为BP神经网络的训练样本,训练后得到的非线性混沌序列作为AES加密算法的目标密钥。将目标密钥代入AES加密算法进行两轮循环加密得到密文,且每轮加密过程中都会由混沌序列产生新的S盒和轮密钥,大幅度提高了密钥的随机性。仿真实验结果表明,该算法能够很好结合三者的优点,安全性非常高。