AES算法的量子线路实现

量子信息学,是量子力学与信息科学相结合的产物,是以量子力学的态叠加原理为基础,研究信息处理的一门新兴前沿科学。在信息安全方面,量子物理学以意想不到的方式给我们带来了全新的思路和技术。文中设计了分组密码AES的量子线路模拟方案,并使用C＋＋程序语言模拟了AES的量子线路实现。     

AES算法S盒性质验证

AES作为广泛使用的高级数据加密标准,其密码算法的安全性取决于非线性部件S盒的密码特性。本文首先学习了AES算法的基本加解密过程,特别分析了AES49436算法采用的时空折衷的思想。然后从布尔函数出发,利用C语言实现了AES的S盒,推导和计算了S盒平衡性、非线性度等密码特性,说明AES抗差分和抗线性攻击的本质原因。最后利用拉格朗日插值法,拟合了S盒的代数表达式。结果表明AESS盒代数表达式项数过少,表达式比较简单,存在一定的安全隐患。     

对AES算法的S盒布尔函数分析

分组密码的安全性很大程度上取决于分组密码中唯一的非线性结构S盒。论文对AES的S盒的代数性质进行分析,采用布尔函数的方法,先得到S盒的真值表,再求解S盒的布尔函数表达式,根据布尔函数表达式计算得出S盒的平衡性、正交性、线性性、差分均匀性质、鲁棒性、非线性性等代数性质,说明AES的S盒的安全性。     

一种AES算法中S盒和逆S盒替换的表达式方法

S盒替换与逆S盒替换是AES算法性能的主要瓶颈,它直接影响AES芯片的运算速度.在优化Q-M化简法基础上,提出了一种实现AES算法中S盒替换和逆S盒替换的表达式方法,这种表达式方法相比于普遍使用的查表法,其延时减小了8.5%,面积减小了27.4%,功耗减小了17%.     

AES密码算法S盒的线性冗余研究

本文借助有限域上的迹变换,证明了有限域GF(2ⁿ)上的幂双射x^k的坐标函数的非零线性组合都线性等价,且等价变换共有2ⁿ-1个;证明了AES算法的S盒的坐标函数的非零线性组合都线性等价,且在添加0元后,本文构造的坐标函数的给定线性组合到其它线性组合的等价变换全体构成{0,1}^<em>n同构的群.本文还给出了AES算法的S盒的最低坐标函数到其它坐标函数的等价变换,它们构成了等价变换群的一组基.本文还证明了Fuller J和Millan W构造的等价变换之和都不再是坐标函数的线性组合之间的等价变换.     

AES S盒的马尔可夫性质研究

对AESS盒的阶次运算进行了研究,发现AESS盒的连续状态转移是一个马尔可夫链,其256个状态可以划分为5个常返态闭集,状态周期分别为59,87,81,27,2。     

AES类S盒与Camellia类S盒的代数复杂度分析

S盒是很多分组密码算法唯一的非线性部件,它的密码学性质对分组密码的安全性至关重要。该文主要研究与有限域上逆变换仿射等价S盒的代数复杂度问题,利用有限域上的线性化多项式给出了两类S盒的最大代数复杂度,并得到了Camellia类S盒退化为AES类S盒的一个充分必要条件。     

AES的小面积实现

论文简要介绍了新的高级加密标准AES算法(Rijndael)的加密解密流程,给出了AES的IP核实现,重点分析了小面积实现的关键。这种设计占用资源少,适合对速度要求不高的低端加密芯片。     

AES算法的高速实现

文章简要介绍了新的高级加密标准AES算法(Rijndael)的加密解密流程，分析了该算法自身的特点。解开了算法内部的轮循环，代之以流水线的方式实现。而且还分析了每次轮操作的内部过程，对轮操作内部的执行进行合并和简化，从而高速实现了AES算法的加密和解密。     

AES算法的一种高效FPGA实现方法

在简要介绍AES算法(Rijndael)加密解密流程的基础上,结合该算法特点,采用复合域方法优化了S-Box的实现,并简化了MixColumns和InvMixColumns的结构,最后采用6级流水线在FPGA上加以高速高效实现.     

AES算法中SubBytes变换的高速硬件实现

SubBytes交换是AES算法中唯一的非线性变换，也是硬件实现模块中的关键部分。文章在研究有限域GF（2g）与其复合域GF（（2^4）^2）变换的基础上，采用组合逻辑替代RAM查表的方法实现SubBytes变换，并在其内部实现了三级流水线。在AhemEP20KE系列的FPGA上进行了综合仿真验证，基于此高速SubBytes变换实现方法所设计的AES-128模块在ECB模式下的理论最大加密处理速度达到了12Gbps。     

基于GPU的AES算法实现

近几年图形处理器GPU的通用计算能力发展迅速,现在已经发展成为具有巨大并行运算能力的多核处理器,而CUDA架构的推出突破了传统GPU开发方式的束缚,把GPU巨大的通用计算能力解放了出来.本文利用GPU来加速AES算法,即利用GPU作为CPU的协处理器,将AES算法在GPU上实现,以提高计算的吞吐量.最后在GPU和CPU...     

AES密码算法的结构优化与实现

对AES密码算法的结构进行了优化,并应用0.6μmCMOS工艺实现了AES加密/解密芯片。使用Ver-ilogHDL进行算法建模,采用自动综合技术完成版图设计。芯片支持加密/解密模式及所有3种密钥长度。已完成流片,测试的最高时钟频率为20MHz,128位、192位和256位密钥时的数据吞吐率分别可达49.2Mbps、41.3Mbps和35.6Mbps。     

AES算法的FPGA优化实现

简要介绍了新一代高级加密标准AES算法（Rijndad）的设计原理，对其实现流程进行了详细阐述。以资源优化为目标，在对轮操作进行简化合并的基础上，完成了该算法加密部分的FPGA优化实现。     

基于FPGA的AES算法的实现

介绍了高级加密标准( AES,Advanced Encryption Standard)算法的原理,设计了一个能够实现初始密钥128位、192位和256位可选的AES加解密算法系统,以适应多种使用环境.实验结果表明了基于现场可编程门阵列(FPGA)可编程逻辑器件的实现方法提供了并行处理能力,达到设计所要求的处理性能基准.整个设计具有很强的实用性,运行稳定,且效果良好,可以被广泛应用于网络,文件等安全系统.     

量子二分检索算法及其实现线路

考虑到量子比特与经典比特的本质区别,提出了一种量子二分检索算法.利用量子并行处理和量子置换操作,给出了量子二分检索算法的线路实现.通过实例表明,相比于经典二分法检索算法,本文提出的算法方案可以大大减少操作时序,降低整个算法的完成时间,对量子线路在"退相干"时间内完成量子信息处理具有重要的应用价值.     

一种AES密码算法的硬件实现

介绍了一种适用于较小面积应用场合AES密码算法的实现方案。结合该算法的特点,在常规轮变换中提出一种加/解密列混合变换集成化的硬件结构设计,通过选择使用同一个模块,可以实现加密和解密中的线性变换,既整合了部分加/解密硬件结构,又节约了大量的硬件资源。仿真与综合结果表明,加/解密运算模块面积不超过25000个等效门,有效地减小了硬件实现面积,同时该设计方案也满足实际应用性能的需求。     

基于FPGA的高级数据加密AES中的字节替换设计

介绍AES中的字节替换算法原理并阐述基于FPGA的设计和实现。为了提高系统工作速度．在设计中应用了流水线技术。最后利用MAXPLUS—Ⅱ开发工具给出仿真结果，并分析了系统工作速度。     

基于结构共享和多级流水线的AES算法硬件实现

针对AES算法,提出了一种新颖的AES算法的硬件实现.与传统的硬件实现方法不同,首先分析了AES算法的结构,并通过修改解密流程,在加解密流程中采用结构共享,节省了芯片的面积;其次在字节代换中采用了复合域中的运算,使得不可减小的时间延迟变得最小;最后通过仔细分析电路中各部分的时间延迟,采用8级流水线结构,最大程度地提高了数据处理的速度.文中提出的硬件结构适用于芯片面积资源紧张、芯片处理速度要求较快的场合.