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。     

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.     

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PIC单片机的AES算法优化设计

现代鉴别技术,涉及对秘密(也就是密钥)的知识检测,可用合适的算法防止密码被破解,AES算法是现在公认的最有安全度和最有效率的算法。本文首先分析了对称密码和公钥密码及其相应的鉴别模型;然后给出了高级加密标准(AES)算法在PIC单片机上的优化,并进行了仿真;最后对AES加密方案的性能做了进一步的分析;在对加密时间要求不高,并且加密数据量很小的场合,使用8位单片机的软件进行优化和实现,可以简化电路,降低成本和功耗。     

AES算法及其在DSP中优化实现

AES（高级加密标准）是为了取代旧的DES（数据加密标准）而制定的,它具有更高的安全性能。本文简要阐述了AES算法,并为适应信息安全领域中音视频高速数据流所需的实时、现场和透明加密的要求,探讨了AES算法的优化问题。最后,本文给出了优化AES在DSP中的具体实现。     

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.     

一种低消耗高效能的AES加密算法芯片设计

在一些便携式电子设备中,希望使用小面积、低功耗的加密芯片。首先介绍AES加密算法,结合该算法的变换特点,为了降低AES硬件实现的面积和功耗,引入CSE(Common Subex-pression Elimination)算法对其关键模块进行优化;设计了仅仅使用4个sbox和一列mixcolumn的系统结构,结构中又将加密和解密进行了有机的结合。结果表明,该设计方案有效地减小了其硬件实现时的开销。     

用AVR汇编语言实现AES及其优化

AES是美国高级加密标准算法,将在未来几十年里代替DES在各个领域中得到广泛应用。本文在研究分析AES加密算法原理的基础上,着重说明算法的实现步骤,并结合AVR汇编语言完整地实现AES加密和解密。根据AES原理,提出几种列变化的优化算法,并根据实验结果分析和比较它们的优缺点。     

资源共享的并行AES加密/解密算法及其实现

随着密码分析技术的提高,原有的数据加密标准(DES)已经不能满足应用的要求.高级加密标准(AES)成为新一代的数据加密标准,取代了使用20多年的DES.目前的AES算法实现中普遍存在资源消耗大或者吞吐率低以及加密和解密分别实现的不足.为在资源消耗和吞吐率之问取得折衷,以资源共享和并行的方式同时实现AES加密和解密算法,分析AES算法中各个变换以及128位密钥扩展的性质和特点,选择复合域优化字节置换变换.推导结构简化列字节混合变换,提出128位加密/等效解密密钥扩展方案,同时实现了资源共享的并行AES加密和解密算法.通过在FTGA上的验证和与相关文献的比较,表明该方案以较少的资源获得了较高的吞吐率.     

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.     

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.     

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。     

A new design of cryptosystem based on S-box and chaotic permutation

In this paper, we present a new design of cryptosystem characterized by an optimized substitution box (S-box) and random permutation. Our proposed S-box is generated using a modified genetic algorithm. The crossover process is performed with sophisticated research using the best previous population. We use randomness and ergodicity of the logistic map to add complexity and robustness to our proposed method. Many tests proving the nonlinearity of our S-box have been carried out to demonstrate the efficiency of our algorithm. In the second part, we offer a new permutation algorithm based on a chaotic sequence generated from the logistic map. To show the performance of our proposition, we compare our results with previous algorithms. The results of its statistical analysis, like entropy value and correlation between adjacent pixels, show that the proposed image encryption scheme provides security for image encryption. The time speed of the proposed algorithm confirms the possibility of real-time implementation.

     

AES的高性能硬件设计与研究

分析了高级加密标准算法（AES）的原理，并在此基础上对AES的硬件实现方法进行研究，用硬件设计语言（Verilog HDL）描述了该算法的基本过程和结构。完成了分组长度为128比特的AES加／解密芯片设计。仿真结果表明，在时钟频率为25MHz前提下，加／解密速度达3Gbit／sec。处理速度达到世界领先水平。     

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.

     

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%.