AES加密算法及S-box改进策略

介绍了高级加密标准AES加密算法的理论基础与实现,详细分析了AES加密算法中S-box的迭代输出周期性,提出了S-box的改进策略,提高了AES算法抗击差分密码分析及线性密码分析的能力.     

分组密码AES的优化与设计

AES是现有的一种抗攻击能力强、加密速度快以及可移植性好的加密算法。在FPGA上实现AES算法可以更快地处理数据。为了提高整体系统的运行速度,在优化设计中采用全流水的技术来实现算法,并对S-box进行优化。S-box是AES算法中唯一的非线性单元,在进行加密、解密尤其是在字节替换过程时,需要分别执行S-box和逆S-box,一般使用查表来进行操作,这样会占用大量的资源,所以对S-box进行优化是对整个算法优化的最重要的步骤。最终使用Modelsim对设计结果进行仿真然后使用Quartus进行总体综合。     

基于Hénon映射的块加密算法

利用Hénon映射,提出了一个使用多动态S-box的块加密算法.使用Hénon映射,生成多个动态S-box,对各个数据块加密、解密时,按照一定规则选择其中一个变换函数(S-box).对文本、图像、音频等不同格式的文件进行了加密与解密处理,分析了密码系统的安全性.实验表明,算法具有较高的安全性,加密速度较快,且对差分和线性密码攻击具有较强的抵抗能力.     

基于Hénon映射的块加密算法

利用Hénon映射，提出了一个使用多动态S-box的块加密算法。使用Hénon映射，生成多个动态S-box，对各个数据块加密、解密时，按照一定规则选择其中一个变换函数（S-box）。对文本、图像、音频等不同格式的文件进行了加密与解密处理，分析了密码系统的安全性。实验表明，算法具有较高的安全性，加密速度较快，且对差分和线性密码攻击具有较强的抵抗能力。     

AES加密算法分析及其在信息安全中的应用

随着现代密码分析水平、芯片处理能力的不断提高,高级加密标准AES算法将在各行业广泛应用。该文章介绍了AES加密算法的发展以及实现过程,并探讨其在信息安全方面的应用。     

新一代数据加密标准--AES

随着密码分析技术的提高，迫切需要制定新的信息加密标准来取代过时的DES。文章从总体上介绍了AES加密标准实现的全过程对AES加密算法的几个步骤进行了详细阐述，最后，对AES加密标准算法的安全性给出了一定的分析和评价。     

高级加密标准AES算法的FPGA实现

介绍了AES数据加密结构,以及相关的有限域的知识及简单运算,提出了一种用FPGA高速实现AES算法的方案。AES加密算法密码模块作为安全保密系统的重要组成部分,其核心任务就是加密数据。AES以其高效率、低开销、实现简单等特点被广泛应用于密码模块的研制中。     

密码学在网络安全中的应用

本文主要探讨的是当今流行的几种加密算法以及他们在网络安全中的具体应用。包括对称密码体制中的DES加密算法和AES加密算法,非对称密码体制中的RSA加密算法和ECC加密算法。同时也介绍了这些加密方法是如何应用在邮件通信、web通信和keberos认证中,如何保证网络的安全通信和信息的加密传输的。     

基于GPU的AES快速实现

为了充分利用图形处理器(GPU)的闲置资源,同时达到提高密码算法加密速度的目的,提出了一种在图形处理器上实现AES加密算法的方法,分别阐述了基于传统OpenGL的AES实现以及基于最新技术CUDA的AES实现,并对这两种方法的实现性能进行了分析,同时与传统CPU方法的实现性能进行了比较,基于CUDA的AES的实现速度达到了传统CPU上AES实现速度的19.6倍.     

基于粗粒度可重构密码阵列的AES算法映射实现

粗粒度可重构密码阵列CGRCA(Coarse-Grained Reconfigurable Cipher Logic Array)是针对密码算法的加速平台。通过对该阵列的结构进行分析,其具有动态插入寄存器的特点。在此基础上映射实现了AES子密钥生成算法和AES加密算法,并简要阐述映射步骤。面向不同的应用场景,针对AES加密算法分别提出面积最小和流水展开两种映射方式。此外为了充分利用阵列具有的特殊结构,分析轮运算中关键路径的延时差异,选择性插入寄存器,一定程度上提高了算法执行的吞吐率。实验结果表明,通过插入寄存器,两种方式各自吞吐率提高了11.3%和1.9%。通过与其他平台的对比,流水展开方式的实现性能可达其他平台的1.73~7.37倍,具有较好的实现性能。     

基于AES的短分组加密技术的改进

介绍了基于AES的短分组加密算法,研究并指出算法中S盒的大小对加密性能有很大影响。通过求逆、作仿射变换构造了新的十进制S盒,空间是原先的10倍。将新S盒应用于短分组加密仿真系统中,分析发现其增强了算法的抗攻击能力,提高了算法的安全性。实验仿真结果表明,新S盒使加解密的各项扩散率指标有明显提高,加密过程中密钥对密文的扩散率提高了25％。     

大数据加密算法在数据安全保护中的应用研究

针对大数据加密算法安全性不高,计算效率低等问题,本研究采用双混沌系统结合改进AES加密算法设计出一个混合加密算法,改进AES算是利用仿射变换对(A7、6F)生成新的S盒,采用的双四维超混沌系统是从两个三维混沌系统进行改造而成,然后利用改造后的超混沌系统生成混沌序列,设计出一个分组加密方案,在Hadoop大数据平台上,将双超混沌加密方案和改进的AES算法进行合并;试验表明,本研究的大数据加密算法安全性能高、密钥长度达688 bit,加密解密效率提高2倍以上.     

一种AES S盒改进方案及其硬件设计

为提高高级加密标准（advanced encryption standard,AES）算法的安全性,提出了一种新的S盒生成方案。在分析了现有S盒存在的问题后,基于S盒的构造原理和密码学性质,通过选择新的不可约多项式和仿射变换对,同时调整仿射变换与乘法逆的运算顺序,构造出一种新的S盒;对生成的新S盒与AES 的S盒以及其他改进S盒在代数式项数、严格雪崩标准距离等方面进行了比较,结果显示新S盒具有更好的代数性质,能够有效抵御代数攻击;还对新S盒进行了硬件设计并优化,DC综合结果显示新S盒复域优化实现消耗的资源比传统复域实现少12%,比查找表法实现少41%。新S盒在安全性方面优于现有S盒,将其应用于AES软件设计和硬件设计,并通过仿真测试验证了其正确性。     

抗差分功耗分析攻击的AES S盒电路设计

提出一种抗差分功耗分析攻击的高级加密标准(AES)异步S盒电路。采用复合域算法实现精简的S盒结构,通过引入单轨异步流水线降低整个S盒的功耗,在单轨电路中局部采用异步双轨电路,利用随机数控制下的数据扰乱机制,改善电路的抗差分功耗分析攻击性能,建立S盒差分功耗分析攻击仿真平台,对设计的相关性能进行了仿真验证和测试。     

A group theoretic construction of highly nonlinear substitution box and its applications in image encryption

Substitution box is the most significant component of block cipher. The property of nonlinearity is of great importance for the design of secure substitution boxes. Therefore, it is necessary to develop new methods for the production of substitution boxes with a high non-linearity score. In this paper, we have introduced a novel group theoretic method to construct a robust S-box with non-linearity score 113.75 greater than that of AES S-box. The performance of generated S-box is found to be excellent, when examined through various other well-known algebraic criteria such as strict avalanche criterion, bit independence criterion, differential uniformity and linear approximation probability. The suitability of proposed S-box is tested for image encryption applications through different statistical analyses. We got very encouraging outcomes from all these examinations which certify that the generated S-box meets all the criteria needed to be reliable for secure communication and image encryption.

     

AES加密的资源优化设计及FPGA实现

针对目前广泛应用的低功耗低速嵌入式设备,以减少面积为目标,本文给出一个精简的实现AES加密算法的硬件结构。在字节置换模块的设计中,改进采用查找表的方法而只用组合逻辑实现,采用将GF(28)域中的元素映射为复合域GF(24)来求逆的方法,大量减少资源占用;对混合列计算进行优化设计;最后,采用Altera的Cyclone芯片基于VHDL语言实现AES加密算法,并给出仿真结果。     

AES算法中基于流水线的可逆S盒设计与实现

AES中S盒是一个非线性的字节代替变换,在AES算法中占有较大的比重,也是整个AES加解密硬件实现的关键模块.分析基于费马定理的正逆S盒算法原理及特点,使用Verilog HDL设计可逆S盒电路,通过FPGA实现正逆S盒运算.电路引入可装配的流水线结构,设计一种小规模、快速的可逆S盒运算电路,既可实现正S盒运算,又可实现逆S盒运算,加速S盒运算的过程,减小AES加解密电路的规模,对AES算法的硬件实现具有实际价值.     

高级数据加密标准AES算法的原理及分析

逐步介绍本世纪计算机界公认的下一代高级数据加密标准算法AES(Rijndael)的原理,论述128位密钥加密算法的结构及实现,并从多个方面比较分析此高级加密标准算法的性能特点。