一个刚上大学几天的新生,就说自己要发表论文,还拿出了专业性这么强的论文,不是什么学术垃圾,第一反应自然是不信。
“好,你在论文提到的对称加密算法aes和非对称加密算法rsa,你详细讲一讲,可以吗?”韩华虽然是数学系的教授,可是对于计算机也有不浅的了解,所以就问出了这个问题。
王东来没有丝毫的犹豫,张口便解释了起来。
“aes是 advanced encryption standard的缩写,是最常见的对称加密算法。aes在密码学中又称 rijndael加密法,是白头鹰联邦政府采用的一种区块加密标准。
“它的加密公式为 cek,p,其中k为密钥,p为明文,c为密文。
“加密过程是首先对明文进行分组,每组的长度都是 128位,然后一组一组地加密,直到所有明文都已加密。密钥的长度可以是 128、192或 256位。
“在加密函数 e中,会执行一个轮函数,除最后一次执行不同外,前面几轮的执行是相同的。以 aes-128为例,推荐加密轮数为 10轮,即前 9轮执行的操作相同,第 10轮执行的操作与前面不同。不同的密钥长度推荐的加密轮数是不一样的……
“加密时明文按照 128位为单位进行分组,每组包含 16个字节,按照从上到下、从左到右的顺序排列成一个 4x 4的矩阵,称为明文矩阵。aes的加密过程在一个大小同样为 4x 4的矩阵中进行,称为状态矩阵,状态矩阵的初始值为明文矩阵的值。每一轮加密结束后,状态矩阵的值变化一次。轮函数执行结束后,状态矩阵的值即为密文的值,从状态矩阵得到密文矩阵,依次提取密文矩阵的值得到 128位的密文。
“以 128位密钥为例,密钥长度为 16个字节,也用 4x 4的矩阵表示,顺序也是从上到下、从左到右。aes通过密钥编排函数把密钥矩阵扩展成一个包含 44个字的密钥序列,其中的前 4个字为原始密钥用于初始加密,后面的 40个字用于 10轮加密,每轮使用其中的 4个字。密钥递归产生规则如下:
“如果 i不是 4的倍数,那么由等式 i i-4⊕ i-1确定;
“如果 i是 4的倍数,那么由等式 i i-4⊕ i-1确定;
“加密的第 1轮到第 9轮的轮函数一样,包括 4个操作:字节代换、行位移、列混合和轮密钥加。最后一轮迭代不执行列混合。另外,在第一轮迭代之前,先将明文和原始密钥进行一次异或加密操作。
“解密过程仍为 10轮,每一轮的操作是加密操作的逆操作。由于 aes的 4个轮操作都是可逆的,因此,解密操作的一轮就是顺序执行逆行移位、逆字节代换、轮密钥加和逆列混合。同加密操作类似,最后一轮不执行逆列混合,在第 1轮解密之前,要执行 1次密钥加操作。
aes加密的轮函数操作包括字节代换 subbytes、行位移 shiftros、列混合 ixns、轮密钥加 addroundkey等等,每一个的步骤都是紧密相连。”
“……”
“至于非对称加密算法rsa,则是1977年三位数学家 rivest、shair和 adlean设计了一种算法,可以实现非对称加密,使用非对称加密算法需要生成公钥和私钥,使用公钥加密,使用私钥解密。”
“……”
王东来说的滔滔不绝,简单清楚又明了,一看就知道是真的了
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