基于AES加密算法的多模式可重构加密方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102185692A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102185692A(43)申请公布日2011.09.14(21)申请号201110103825.2(22)申请日2011.04.25(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人郑志明王钊张筱邱望洁张尧宋倩倩刘昭赵罡(74)专利代理机构北京永创新实专利事务所11121代理人周长琪(51)Int.Cl.H04L9/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称基于AES加密算法的多模式可重构加密方法(57)摘要本发明提出一种基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，该方法中提供了五种工作模式供用户选择，并提供了全随机S盒和偏随机S盒的生成方式，首先判断用户选择的工作方式和S盒是否合理，若不合理提示用户重新选择，若合理则进一步根据生成的S盒的差分均匀度和非线性度计算最少加密轮数，并根据用户的要求确定最终加密轮数，然后选择源文件进行加密或者解密操作，最后将加密或者解密后得到的数据文件保存起来，并提供给用户进行查看。本发明方法有效避免了加密采用硬件实现可能面临的侧信道攻击，优化了可重构密码方法的操作方式，适用于构造一套可重构的软件加密系统，将分组密码的重构集成于同一个软件系统中，也便于操作和管理。CN1028569ACCNN110218569202185696A权利要求书1/2页1.一种基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤1：用户根据需要选择工作模式和密钥长度；步骤2：用户选择S盒随机方式以及S盒尺寸；所述的S盒随机方式有两种：全随机S盒与偏随机S盒；步骤3：判断用户选择的S盒尺寸是否合理，若合理，生成相应的全随机S盒或偏随机S盒，若不合理，提示用户错误，转步骤2执行；步骤4：用户选择的速度需求和安全需求，所述的速度需求包括两种：高速和无速度要求；所述的安全需求包括两种：高安全和无安全要求，且用户不能够同时选择高速和高安全，然后确定加密轮数；步骤5：指明待加密的源文件和存放密文的目标文件，对源文件进行加密或解密操作；步骤6：将加密或解密的结果数据保存，并显示给用户查看。2.根据权利要求1所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，步骤1中所述的工作模式包括5种：电子编码本模式、密码分组链接模式、密码反馈模式、输出反馈模式和计数器模式。3.根据权利要求1所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，步骤2中所述的全随机S盒尺寸有3种：12×8、10×8和8×8；偏随机S盒尺寸为8×8。4.根据权利要求1或2或3所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，步骤3中所述的判断S盒尺寸是否合理的方法是：若步骤一中选择的工作模式为电子编码本模式、密码分组链接模式或者密码反馈模式，且用户需要加密，也需要解密，则此时的S盒尺寸只能为8×8，否则S盒尺寸选择不合理。5.根据权利要求1所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，步骤3中所述的全随机S盒的生成方法为：首先，利用随机数的生成方式生成一个由0-(2k-1)组成的共2k个数的随机置换方阵C，k取值为12、10或者8，根据用户选择的S盒尺寸的第一个数字确定；然后将初始输入的4个16进制表示下的字节运用DES中的扩展函数扩展成48位；最后将扩展后的4个字节代入随机置换方阵C，得出同样长度为k位的字节，每个字节去掉最后4位，输出8位的4个字节。6.根据权利要求1所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，步骤3中所述的偏随机S盒的生成方法为：首先，根据用户选择的有限域GF(28)，对每个字节求逆，得到该字节在有限域GF(28)中的乘法逆元素，然后，通过下式对得到的乘法逆元素做仿射变换：Y＝AX+B其中，Y表示仿射变换后的输出列，X表示输入的乘法逆元素列，A为仿射变换的随机8×8的矩阵，B为常数列；所述的矩阵A的生成方法是：首先随机产生一列由0，1组成的八行数组，然后按循环矩阵的生成方式依次产生剩余7列，最终得到一个8＊8的矩阵；所述常数列B是随机生成的由0，1组成的列。7.根据权利要求6所述的基于AES加密算法的多模式可重构加密方法，其特征在于，所述的有限域GF(28)有30个不可约多项式供选择，30个不可约多项式为：11B，11D，12B，12D，139，13F，14D，15F，163，165，169，171，177，17B，187，18B，18D，19F，1A3，1A9，1B1，1BD，1C3，2CCNN110218569202185696A权利要求书2/2页1CF，1D7，1DD，1E7，1F3，1F5