郑州网站建设易云巢,网络架构部,国内漂亮网站欣赏,山西临汾建设局网站文章目录 1. AES简介1.1 AES算法的历史背景1.2 AES算法的应用领域 2. AES加解密流程图2. AES算法原理2.1 AES加密过程2.2 AES解密过程 1. AES简介
1.1 AES算法的历史背景
AES算法#xff0c;全称为Advanced Encryption Standard#xff08;高级加密标准#xff09;#x… 文章目录 1. AES简介1.1 AES算法的历史背景1.2 AES算法的应用领域 2. AES加解密流程图2. AES算法原理2.1 AES加密过程2.2 AES解密过程 1. AES简介
1.1 AES算法的历史背景
AES算法全称为Advanced Encryption Standard高级加密标准是由美国国家标准与技术研究所NIST于2001年正式采纳的一种对称密钥加密标准。它的前身是DESData Encryption Standard算法由于DES的密钥长度较短56位有效密钥在计算能力迅速提升的背景下其安全性受到了挑战。
AES的选定过程是公开和透明的NIST在全球范围内征集候选算法最终比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设计的Rijndael算法胜出。AES算法不仅安全性高而且在各种硬件和软件平台上都表现出了优异的性能。
1.2 AES算法的应用领域
AES算法因其高安全性和高效率在多个领域得到了广泛应用
网络安全AES常用于保护网络传输的数据如VPN和SSL/TLS协议中的数据加密。数据存储在数据库和文件系统中AES用于加密敏感数据防止未授权访问。移动设备智能手机、平板电脑等移动设备中的数据保护常采用AES算法。电子商务在线交易中AES用于确保交易数据的安全性。政府和军事在需要高安全性的政府和军事通信中AES算法被广泛采用。
2. AES加解密流程图 #mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .label text,#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node rect,#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node circle,#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node ellipse,#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node polygon,#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-GUmCJJW1ZWqfi9sx :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 加密 是 否 开始 初始化向量IV 密钥Key SubBytes 字节替代 ShiftRows 行移位 MixColumns 列混淆 AddRoundKey 轮密钥加 判断是否为最后一轮 输出密文 更新轮密钥 结束 2. AES算法原理
2.1 AES加密过程
AES加密算法是一种对称加密算法其加密过程包括几个关键步骤字节替代SubBytes、行移位ShiftRows、列混淆MixColumns、和轮密钥加AddRoundKey。以下是AES加密过程的详细描述
初始化将明文分割成128位16字节的块并将初始轮密钥准备好。轮密钥加将明文块与初始轮密钥进行按位异或操作。字节替代使用AES的S盒将每个字节替换为对应的值。行移位对状态矩阵的每一行进行循环左移。列混淆使用特定的矩阵乘法对每一列进行混淆。轮密钥加再次与轮密钥进行按位异或操作。迭代重复步骤3到6进行多轮加密轮数取决于密钥长度。最终轮执行字节替代、行移位和轮密钥加但不进行列混淆。 #mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .label text,#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node rect,#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node circle,#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node ellipse,#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node polygon,#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-I70IdBR7kB2uFJRN :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 轮密钥加 循环左移 按位异或 迭代操作 最终轮 初始化 明文与初始轮密钥异或 字节替代 行移位 列混淆 与轮密钥加 多轮加密 字节替代 行移位 轮密钥加 输出密文 以下是使用Python实现AES加密的示例代码
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad# 明文和密钥
plaintext bThis is a secret message that needs to be encrypted.
key bSixteen byte key# 创建加密器
cipher AES.new(key, AES.MODE_ECB)
# 加密数据
ciphertext cipher.encrypt(pad(plaintext, AES.block_size))print(Encrypted:, ciphertext)2.2 AES解密过程
AES解密过程是加密过程的逆操作包括逆字节替代、逆行移位、逆列混淆和轮密钥加。以下是解密过程的详细描述
初始化准备密文块和解密轮密钥。逆轮密钥加将密文块与解密轮密钥进行按位异或操作。逆列混淆对状态矩阵的每一列进行逆混淆操作。逆行移位对状态矩阵的每一行进行逆循环左移。逆字节替代使用逆S盒将每个字节还原为原始值。迭代重复步骤3到5进行多轮解密轮数与加密时相同。最终轮执行逆列混淆、逆行移位和逆轮密钥加。 #mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .label text,#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node rect,#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node circle,#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node ellipse,#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node polygon,#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-YkaCPQWQcej0UCd3 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 逆轮密钥加 逆循环左移 迭代操作 最终轮 初始化 密文与轮密钥异或 逆列混淆 逆行移位 逆字节替代 多轮解密 逆列混淆 逆行移位 逆轮密钥加 输出明文 以下是使用Python实现AES解密的示例代码
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import unpad# 密文和密钥
ciphertext b... # 此处应为加密后得到的密文
key bSixteen byte key# 创建解密器
cipher AES.new(key, AES.MODE_ECB)
# 解密数据
plaintext cipher.decrypt(ciphertext)
# 去除填充
plaintext unpad(plaintext, AES.block_size)print(Decrypted:, plaintext)请注意实际使用中应避免使用ECB模式因为它不提供模式下的安全性。建议使用CBC、CFB或其他更安全的模式。此外密钥长度应根据安全需求选择128位、192位或256位。
