AES和Camellia算法的可重构硬件实现

AES算法和Camellia算法是应用最广泛的分组密码算法,其可重构性和高速实现具有重要的理论意义和实用价值。在对算法原理进行分析的基础上,研究AES和Camellia算法的可重构性,基于S盒变换,利用并行处理和重构技术,给出它们的可重构体系结构,并在此基础上高速实现了AES、Camellia算法。实验结果表明,采用该设计方案,算法实现速度快,电路资源开销小。     

类AES算法S盒的优化实现

本文基于多项式基构造有限域上运算来优化类AES算法的S盒.通过搜索域间的同构映射矩阵,将GF(2⁸)上有限域求逆运算转换到复合域GF((2⁴)²)中.利用SAT求解器搜索简化有限域GF(2⁴)上的乘法逆运算,给出2种不同的多项式基优化方案.方案1使用传统的3类门电路来构建复合域.在方案1的基础上,方案2使用了比特级的优化方法,引入MUX门电路,电路面积和门电路数量比方案1更少.使用SMIC130 nm和SMIC65 nm工艺对电路面积进行评估.在现有使用同种类门电路的方案中,本文的结果较优.     

AES算法的轻量化实现研究

作为被NIST选定的新一代高级加密标准,AES算法的快速软件实现仍占用较大的存储空间,这不利于其在资源受限环境中的应用。针对该问题,提出了一种AES轻量化的实现方法。该方法根据轮函数的特点,对其进行调序后合并与优化,以减少算法占用的存储空间,并提高算法的执行效率。在VC++6.0平台上与其他优化实现方案进行实验比较。结果表明,改进后的算法对存储空间要求较低,且执行效率较高。     

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％。     

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.     

基于AES和DES算法的可重构S盒硬件实现

密码芯片的可重构性不仅可以提高安全性，而且可以提高芯片适应性．S盒是很多密码算法中的重要部件，其可重构性对密码芯片的可重构性有重大影响．文章在分析AES和DES算法中S盒硬件实现方法的基础上，利用硬件复用和重构的概念和相关技术，提出了一种可重构S盒（RC-S）结构及其实现方法．实验结果表明RC-S可用于AES算法和DES的硬件实现．基于RC-S的AES、DES密码模块规模分别是AES、DES模块的0．81／1．13，性能分别是DES／AES的0．79／0．94．     

AES布尔函数Walsh谱分析

高级加密标准算法Rijndael的设计初衷是抵抗差分攻击并口线性攻击等现有攻击。本文从另一个角度--布尔函数出发，利用Walsh谱理论，分析AES的S盒的线性性、非线性性、严格雪崩特性、扩散特性并口相关免疫性等密码性质，从理论上揭示AES的S盒的安全性。     

一种针对Camellia的改进差分故障分析

查找S盒是分组密码设计中的一种重要操作,也是防御传统线性和差分分析的有效手段,但是当考虑到密码实现泄露的物理效应信息时,其却成为了密码系统最脆弱的一部分.文中对使用S盒的分组密码故障攻击进行了研究,给出了一种针对Camellia的改进差分故障分析方法.首先,将针对使用S盒的分组密码差分故障分析归结为求解S盒输入和输出差...     

AES密码算法的性能研究与实现

对AES算法进行分析。并探究其安全性．对其扩散性、混淆性和数据加／解密速率等密码学性能进行探析,同时与其他对称加密算法进行比较,结果显示AES具有很强的优势。     

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。     

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.     

适合AES算法硬件实现的新S盒

为了提高AES算法在硬件平台上的实现性能,通过对AES算法S盒构造原理进行分析,构造了一个新S盒。与AES算法的S盒相比,新S盒在硬件实现时将使用更少的硬件资源并具有更快的运行速度,因而更适合在低档硬件上实现。同时,分析并证明了新S盒不会影响修改后的AES算法的强度。     

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。     

针对AES分组密码S盒的差分故障分析

研究了AES分组密码对差分故障攻击的安全性,攻击采用面向字节的随机故障模型,结合差分分析技术,通过在AES第8轮列混淆操作前导入随机单字节故障,一次故障导入可将AES密钥搜索空间由2128降低到232.3,在93.6%的概率下,两次故障导入无需暴力破解可直接恢复128位AES密钥.数学分析和实验结果表明:分组密码差分S盒取值的不完全覆盖性为差分故障分析提供了可能性,而AES密码列混淆操作良好的扩散特性极大的提高了密钥恢复效率,另外,本文提出的故障分析模型可适用于其它使用S盒的分组密码算法.     

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。     

基于AES的Web数据库加解密接口的设计与实现

对Web数据库基于内容的重要数据加密是保证信息可靠与安全的关键。设计实现了一个基于AES（The Advanced Encryption Standard）高级加密标准算法的Web数据库加解密接口,并详细阐述了接口中各子功能模块的功能与实现细节,测试实验表明该接口在高负荷网络访问环境下具有良好的加解密效率,增强了Web数据库的安全性能。最后给出了应用时合理化的加密算法参数建议,为Web应用环境下的数据库加解密提供了思路和方法。