3.3 高级加密标准(AES)

• 学习目标：

     

1.了解高级加密标准加密算法产生的背景。

2.了解高级加密标准的数学基础。

3.了解高级加密标准的加密和解密原理。

4.了解高级加密标准的性能分析。

学习内容：

1.高级加密标准(AES)产生的背景：3DES用软件实现速度较慢，分组长度为64位，所以安全性较差。人们对新的加密算法有需求。AES安全性能不能低于3DES，具有更好的执行性能。分组长度为128，支持长度为128，192，256的密钥。计算效率高，可应用于各种实际应用。算法简洁，适合于多种硬件和软件方式实现。

2.高级加密标准(AES)的提出：2000年10月2号，NIST(美国国家标准局)正式把Rijindael算法作为AES标准的加密算法。

3.高级加密标准(AES)的数学基础：(1)群、交换群、有限群及群的性质；(2)有限域，它的定义建立在群的基础上。(3)GF()域上多项式表示及运算。(3)域上多项式表示及运算。

4.高级加密标准(AES)的加密原理：分组长度取值有3种选：128，192，256位。密钥长度取值有3种选择：128，192，256位。具体加密迭代次数取决于分组长度和秘钥长度。每一轮迭代包括四步变换：字节代换运算、行移位、列混合以及轮秘钥加变换。

5.高级加密标准(AES)的解密原理：解密是加密的逆变换：逆字节代换运算、逆行移位、逆列混合。

6.AES的安全性分析：AES和DES有很多共同点，例如都要经过一个S盒，替换和移位等操作。不同点如下：(1)AES密钥长度可为128bits、192bits和256bits三种情况，提高了加密的安全性，对不同机密级别的信息，可采用不同长度的密钥，执行灵活性较高。(2)不存在弱密钥或者半弱密钥，对初始密钥的选取没有特别限制。(3)AES的均衡对称结构既可以提高执行的灵活度，又可防止差分分析方法的攻击。(4)AES算法实现简单，迭代次数最多为14次，S盒只有一个。(5)AES算法在所有的平台上都表现良好。 

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