AES加密方式(aes加密des加密)

2023-03-01 1:59:31 密语知识 思思

WPA-PSK/WPA2-PSK AES加密方式 是什么意思?

WPA-PSK(WPA-Preshared Key,WPA预共享密钥)是指WEP预分配共享密钥的认证方式,在加密方式和密钥的验证方式上作了修改,使其安全性更高。

WPA2 (WPA 第二版) 是Wi-Fi 联盟对采用IEEE 802.11i 安全增强功能的产品的认证计划。简单一点理解,WPA2是基于WPA的一种新的加密方式。

WPA2-PSK AES则是采用更高级加密标准。

拓展资料:

WPA全名为Wi-Fi Protected Access,Wi-Fi网络安全接入,有WPA和WPA2两个标准,是一种保护无线电脑网络(Wi-Fi)安全的系统,它是应研究者在前一代的系统有线等效加密(WEP)中找到的几个严重的弱点而产生的。WPA实作了IEEE 802.11i标准的大部分,是在802.11i完备之前替代WEP的过渡方案。WPA的设计可以用在所有的无线网卡上,但未必能用在第一代的无线取用点上。WPA2具备完整的标准体系,但其不能被应用在某些老旧型号的网卡上。

WPA(Wi-Fi Protected Access)加密方式目前有四种认证方式:WPA、WPA-PSK、WPA2、WPA2-PSK。采用的加密算法有二种:AES(Advanced Encryption Standard高级加密算法)和TKIP(Temporal Key Integrity Protocol临时密钥完整性协议)。

l   WPA

WPA是用来替代WEP的。WPA继承了WEP的基本原理而又弥补了WEP的缺点:WPA加强了生成加密密钥的算法,因此即便收集到分组信息并对其进行解析,也几乎无法计算出通用密钥;WPA中还增加了防止数据中途被篡改的功能和认证功能。

l   WPA-PSK(预先共享密钥Wi-Fi保护访问)

WPA-PSK适用于个人或普通家庭网络,使用预先共享密钥,秘钥设置的密码越长,安全性越高。WPA-PSK只能使用TKIP加密方式。

l   WPA2(WPA第二版)

WPA2是WPA的增强型版本,与WPA相比,WPA2新增了支持AES的加密方式。

l   WPA2-PSK

WPA-PSK类似,适用于个人或普通家庭网络,使用预先共享密钥,支持TKIP和AES两种加密方式。

AES加密方式(aes加密des加密) 第1张

AES加密的详细过程是怎么样的?

详细过程如下图:

AES加密标准又称为高级加密标准Rijndael加密法,是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。AES的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥长度可以为128、192或256位,分组长度128位,算法应易在各种硬件和软件上实现。

1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集,共产生了15个候选算法。

1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的一种密码算法Rijndael作为AES的加密算法。

AES加密数据块和密钥长度可以是128b、192b、256b中的任意一个。AES加密有很多轮的重复和变换。

什么是AES算法

加密算法分为单向加密和双向加密。

单向加密 包括 MD5 , SHA 等摘要算法。单向加密算法是不可逆的,也就是无法将加密后的数据恢复成原始数据,除非采取碰撞攻击和穷举的方式。像是银行账户密码的存储,一般采用的就是单向加密的方式。

双向加密 是可逆的,存在密文的密钥,持有密文的一方可以根据密钥解密得到原始明文,一般用于发送方和接收方都能通过密钥获取明文的情况。双向加密包括对称加密和非对称加密。对称加密包括 DES 加密, AES 加密等,非对称加密包括 RSA 加密, ECC 加密。

AES 算法全称 Advanced Encryption Standard ,是 DES 算法的替代者,也是当今最流行的对称加密算法之一。

要想学习AES算法,首先要弄清楚三个基本的概念:密钥、填充、模式。

密钥是 AES 算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称,是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥。

AES支持三种长度的密钥:

128位,192位,256位

平时大家所说的AES128,AES192,AES256,实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用。从安全性来看,AES256安全性最高。从性能来看,AES128性能最高。本质原因是它们的加密处理轮数不同。

要想了解填充的概念,我们先要了解AES的分组加密特性。AES算法在对明文加密的时候,并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文,而是把明文拆分成一个个独立的明文块,每一个明文块长度128bit。

这些明文块经过AES加密器的复杂处理,生成一个个独立的密文块,这些密文块拼接在一起,就是最终的AES加密结果。

但是这里涉及到一个问题:

假如一段明文长度是192bit,如果按每128bit一个明文块来拆分的话,第二个明文块只有64bit,不足128bit。这时候怎么办呢?就需要对明文块进行填充(Padding)。AES在不同的语言实现中有许多不同的填充算法,我们只举出集中典型的填充来介绍一下。

不做任何填充,但是要求明文必须是16字节的整数倍。

如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字符,且每个字节的值等于缺少的字符数。

比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}

如果明文块少于16个字节(128bit),在明文块末尾补足相应数量的字节,最后一个字符值等于缺少的字符数,其他字符填充随机数。

比如明文:{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节,则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}

需要注意的是,如果在AES加密的时候使用了某一种填充方式,解密的时候也必须采用同样的填充方式。

AES的工作模式,体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。AES加密算法提供了五种不同的工作模式:

ECB、CBC、CTR、CFB、OFB

模式之间的主题思想是近似的,在处理细节上有一些差别。我们这一期只介绍各个模式的基本定义。

电码本模式 Electronic Codebook Book

密码分组链接模式 CipherBlock Chaining

计算器模式 Counter

密码反馈模式 CipherFeedBack

输出反馈模式 OutputFeedBack

如果在AES加密的时候使用了某一种工作模式,解密的时候也必须采用同样的工作模式。

AES加密主要包括两个步骤: 密钥扩展 和 明文加密 。

密钥扩展过程说明(密钥为16字节):

函数g的流程说明:

轮常量(Rcon)是一个字,最右边三个字节总为0。因此字与Rcon相异或,其结果只是与该字最左的那个字节相异或。每轮的轮常量不同,定位为Rcon[j] = (RC[j], 0, 0, 0)。(RC是一维数组)

RC生成函数:RC[1] = 1, RC[j] = 2 * RC[j – 1]。

因为16字节密钥的只进行10轮的扩展,所以最后生成的RC[j]的值按16进制表示为:

十轮的密钥扩展后,就能生成44个字大小的扩展密钥。扩展后的密钥将用于AES对明文的加密过程。

S盒是16×16个字节组成的矩阵,行列的索引值分别从0开始,到十六进制的F结束,每个字节的范围为(00-FF)。

进行字节代替的时候,把状态中的每个字节分为高4位和低4位。高4位作为行值,低4位作为列值,以这些行列值作为索引从S盒的对应位置取出元素作为输出,如下图所示:

S盒的构造方式如下:

(1) 按字节值得升序逐行初始化S盒。在行y列x的字节值是{yx}。

(2) 把S盒中的每个字节映射为它在有限域GF中的逆;{00}映射为它自身{00}。

(3) 把S盒中的每个字节的8个构成位记为(b7, b6, b5, b4, b3, b2, b1)。对S盒的每个字节的每个位做如下的变换:

ci指的是值为{63}的字节c的第i位。

解密过程逆字节代替使用的是逆S盒,构造方式为

字节d={05}。

逆向行移位将状态中后三行执行相反方向的移位操作,如第二行向右循环移动一个字节,其他行类似。

要注意,图示的矩阵的乘法和加法都是定义在GF(2^8)上的。

逆向列混淆原理如下:

轮密钥加后的分组再进行一次轮密钥加就能恢复原值.所以,只要经过密钥扩展和明文加密,就能将明文加密成密文,进行解密的时候,只需要进行逆向变换即可。

图[AES加密算法的流程]中还需要注意,明文输入到输入状态后,需要进行一轮的轮密钥加,对输入状态进行初始化。 前9轮的加密过程,都需要进行字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加,但是第10轮则不再需要进行列混淆。

进行解密的时候,需要进行逆向字节替代,逆向行移位、逆向列混淆和轮密钥加。

AES加密算法原理

AES是分组密钥,算法输入128位数据,密钥长度也是128位。用Nr表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系如表1所列)。每一轮都需要一个与输入分组具有相同长度的扩展密钥Expandedkey(i)的参与。由于外部输入的加密密钥K长度有限,所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密和解密密钥。\x0d\x0a1.1圈变化\x0d\x0aAES每一个圈变换由以下三个层组成:\x0d\x0a非线性层——进行Subbyte变换;\x0d\x0a线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算;\x0d\x0a密钥加层——进行AddRoundKey运算。\x0d\x0a① Subbyte变换是作用在状态中每个字节上的一种非线性字节转换,可以通过计算出来的S盒进行映射。\x0d\x0a\x0d\x0a② ShiftRow是一个字节换位。它将状态中的行按照不同的偏移量进行循环移位,而这个偏移量也是根据Nb的不同而选择的[3]。\x0d\x0a\x0d\x0a③ 在MixColumn变换中,把状态中的每一列看作GF(28)上的多项式a(x)与固定多项式c(x)相乘的结果。 b(x)=c(x)*a(x)的系数这样计算:\x0d\x0a*运算不是普通的乘法运算,而是特殊的运算,即 b(x)=c(x)·a(x)(mod x4+1) 对于这个运算 b0=02。a0+03。a1+a2+a3 令xtime(a0)=02。a0\x0d\x0a其中,符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。\x0d\x0a\x0d\x0a对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)*a(x)。\x0d\x0a④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。\x0d\x0a\x0d\x0a⑤ 根据线性变化的性质[1],解密运算是加密变化的逆变化。