逆S盒子加密
❶ 請哪位大神告知下磁碟加密的技術原理如何實現的呢
我們以AES加密舉例
AES簡介
高級加密標准(AES,Advanced Encryption Standard)為最常見的對稱加密演算法(微信小程序加密傳輸就是用這個加密演算法的)。對稱加密演算法也就是加密和解密用相同的密鑰，具體的加密流程如下圖：
❷ AES加密的S盒是固定的么
不是固定的，因為在構造S（逆）盒對時，要先進行初始化（如：將0XAB初始化為0XAB），根據初始化時選擇不同，則S盒不同。
❸ 有沒有aes的教程，加密解密的
,也分別為128比特,192比特和256比特，並分別被稱為AES-128,AES-192,AES-256。
AES和傳統的分組密碼演算法不同的是它不採用Feistel結構(比如DES中採用的)，而是採用了三個不同的可逆一致變換層：線性混合層、非線性層、密鑰加層。具體的演算法數學基礎和過程請祥見： http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf AES演算法的識別、跟巧及Crackme實例分析
1 AES演算法的判斷識別
AES中有自S盒與逆S盒,可以將此作為判別標志，比如：S盒開頭為：
.....
解密過程使用的盒開頭為：
❹ 簡述DES演算法的S盒與AES演算法的S盒之間的相同點和不同點。
相同：具有良好的非線性，AES的非線性運算是位元組代換，對應於DES中唯一非線性運算S盒。不相同：1,DES演算法一共有8個S盒，AES演算法只有S盒和逆S盒。2.DES演算法的每個S盒都是4×16的矩陣，每一行包括所有16種4位二進制。AES演算法的每個S盒都是16×16的矩陣，每一行包括所有16種二位十六進制。3.DES演算法的S盒運算時輸入是6位二進制數，輸出為4位二進制。AES演算法的S盒運算時輸入為二位十六進制，輸出也為二位16進制數。4.DES演算法S盒計算式，輸入六位二進制數種，第一位與第六位二進制數對應的十進制數代表S盒中的行，中間4位二進制對應的十進制數對應S盒中的列.AES在S盒計算式，輸入2位十六進制數，第一位代表S盒中的行，第二位代表S盒的列。
❺ DES加密演算法中S作用S盒的輸入幾位輸出幾位說明其計算機過程
S盒是DES演算法的核心，用在分組密碼演算法中，是唯一的非線性結構，其S盒的指標的好壞直接決定了密碼演算法的好壞。
每個S盒是將6位輸入轉化為4位輸出。
根據6位輸入來查找對應S盒的表，由第一和最後一位得到行號，由中間的四位得到列號。如：對S盒1，輸入為110011，就是查找第3行、第9列，結果為11，於是輸出就是二進制的1011。
(5)逆S盒子加密擴展閱讀
DES於1976年被美國聯邦政府的國家標准局確定為聯邦資料處理標准（FIPS），隨後在國際上廣泛流傳開來。
目前DES現在已經不是一種安全的加密方法，主要因為它使用的56位密鑰過短。1999年1月，distributed.net與電子前哨基金會合作，在22小時15分鍾內即公開破解了一個DES密鑰。在2001年，DES作為一個標准已經被高級加密標准（AES）所取代。
DES是一種分組密碼，它使用使用56位秘鑰對64位（8位元組）分組進行加密。同時是一種對稱密碼，即其加密和解密使用相同的秘鑰。每個分組的加密分為16輪迭代，每輪是用不同的自秘鑰，而子秘鑰是根據主密鑰k編排得出。
❻ 在密碼學中,常見的對稱加密演算法有哪些各有什麼特點
常見的對稱加密演算法有：
DES ——密鑰短，使用時間長，硬體計算快於軟體。
IDEA——個人使用不受專利限制，可抵抗差分攻擊，基於三個群。
AES ——可變密鑰長，可變分組長。
以上三個屬於塊式，明文按分組加密。
RC4 ——流式加密，不需填充明文，密鑰長度可變。
❼ AES演算法中怎麼構造s盒
逆位元組代替基於逆S盒實現。
unsigned char InvSubbytes(unsigned char state[4][4])
{ for(i=0;i<4;i++) //基於逆S盒的映射替代
{for(j=0;j<4;j++)
{ state[i][j] = rsbox[state[i][j]];}
}
printf("after InvSubbyte:\n");
for(i=0;i<4;i++)
{for(j=0;j<4;j++) //輸出到屏幕顯示state
printf("\t\t%02x ",state[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}
❽ 為什麼能實現s盒代換的逆運算
如果加密後再解密，結果是原來輸入的數據。
ES演算法中解密s盒是加密s盒的逆變換，二者不能旨在代替DES，然而直到現在DES和3DES仍廣泛應用於商用。
密鑰加的逆運算同正向的輪密鑰加運算完全一致，這是因為異或的逆操作是其自身。輪密鑰加非常簡單，但卻能夠影響S數組中的每一位。
❾ 如何使用java對密碼加密 加密方式aes
Java有相關的實現類：具體原理如下
對於任意長度的明文，AES首先對其進行分組，每組的長度為128位。分組之後將分別對每個128位的明文分組進行加密。
對於每個128位長度的明文分組的加密過程如下：
（1）將128位AES明文分組放入狀態矩陣中。
（2）AddRoundKey變換：對狀態矩陣進行AddRoundKey變換，與膨脹後的密鑰進行異或操作（密鑰膨脹將在實驗原理七中詳細討論）。
（3）10輪循環：AES對狀態矩陣進行了10輪類似的子加密過程。前9輪子加密過程中，每一輪子加密過程包括4種不同的變換，而最後一輪只有3種變換，前9輪的子加密步驟如下：
● SubBytes變換：SubBytes變換是一個對狀態矩陣非線性的變換；
● ShiftRows變換：ShiftRows變換對狀態矩陣的行進行循環移位；
● MixColumns變換：MixColumns變換對狀態矩陣的列進行變換；
● AddRoundKey變換：AddRoundKey變換對狀態矩陣和膨脹後的密鑰進行異或操作。
最後一輪的子加密步驟如下：
● SubBytes變換：SubBytes變換是一個對狀態矩陣非線性的變換；
● ShiftRows變換：ShiftRows變換對狀態矩陣的行進行循環移位；
● AddRoundKey變換：AddRoundKey變換對狀態矩陣和膨脹後的密鑰進行異或操作；
（4）經過10輪循環的狀態矩陣中的內容就是加密後的密文。
AES的加密演算法的偽代碼如下。
在AES演算法中，AddRoundKey變換需要使用膨脹後的密鑰，原始的128位密鑰經過膨脹會產生44個字（每個字為32位）的膨脹後的密鑰，這44個字的膨脹後的密鑰供11次AddRoundKey變換使用，一次AddRoundKey使用4個字（128位）的膨脹後的密鑰。
三．AES的分組過程
對於任意長度的明文，AES首先對其進行分組，分組的方法與DES相同，即對長度不足的明文分組後面補充0即可，只是每一組的長度為128位。
AES的密鑰長度有128比特，192比特和256比特三種標准，其他長度的密鑰並沒有列入到AES聯邦標准中，在下面的介紹中，我們將以128位密鑰為例。
四．狀態矩陣
狀態矩陣是一個4行、4列的位元組矩陣，所謂位元組矩陣就是指矩陣中的每個元素都是一個1位元組長度的數據。我們將狀態矩陣記為State，State中的元素記為Sij，表示狀態矩陣中第i行第j列的元素。128比特的明文分組按位元組分成16塊，第一塊記為「塊0」，第二塊記為「塊1」，依此類推，最後一塊記為「塊15」，然後將這16塊明文數據放入到狀態矩陣中，將這16塊明文數據放入到狀態矩陣中的方法如圖2-2-1所示。
塊0
塊4
塊8
塊12
塊1
塊5
塊9
塊13
塊2
塊6
塊10
塊14
塊3
塊7
塊11
塊15
圖2-2-1 將明文塊放入狀態矩陣中
五．AddRoundKey變換
狀態矩陣生成以後，首先要進行AddRoundKey變換，AddRoundKey變換將狀態矩陣與膨脹後的密鑰進行按位異或運算，如下所示。
其中，c表示列數，數組W為膨脹後的密鑰，round為加密輪數，Nb為狀態矩陣的列數。
它的過程如圖2-2-2所示。
圖2-2-2 AES演算法AddRoundKey變換
六．10輪循環
經過AddRoundKey的狀態矩陣要繼續進行10輪類似的子加密過程。前9輪子加密過程中，每一輪要經過4種不同的變換，即SubBytes變換、ShiftRows變換、MixColumns變換和AddRoundKey變換，而最後一輪只有3種變換，即SubBytes變換、ShiftRows變換和AddRoundKey變換。AddRoundKey變換已經討論過，下面分別討論餘下的三種變換。
1．SubBytes變換
SubBytes是一個獨立作用於狀態位元組的非線性變換，它由以下兩個步驟組成：
（1）在GF（28）域，求乘法的逆運算，即對於α∈GF（28）求β∈GF（28），使αβ =βα = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）。
（2）在GF（28）域做變換，變換使用矩陣乘法，如下所示：
由於所有的運算都在GF（28）域上進行，所以最後的結果都在GF（28）上。若g∈GF（28）是GF（28）的本原元素，則對於α∈GF（28），α≠0，則存在
β ∈ GF（28），使得：
β = gαmod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
由於g255 = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
所以g255-α = β-1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
根據SubBytes變換演算法，可以得出SubBytes的置換表，如表2-2-1所示，這個表也叫做AES的S盒。該表的使用方法如下：狀態矩陣中每個元素都要經過該表替換，每個元素為8比特，前4比特決定了行號，後4比特決定了列號，例如求SubBytes(0C)查表的0行C列得FE。
表2-2-1 AES的SubBytes置換表
它的變換過程如圖2-2-3所示。
圖2-2-3 SubBytes變換
AES加密過程需要用到一些數學基礎，其中包括GF(2)域上的多項式、GF（28）域上的多項式的計算和矩陣乘法運算等，有興趣的同學請參考相關的數學書籍。
2．ShiftRows變換
ShiftRows變換比較簡單，狀態矩陣的第1行不發生改變，第2行循環左移1位元組，第3行循環左移2位元組，第4行循環左移3位元組。ShiftRows變換的過程如圖2-2-4所示。
圖2-2-4 AES的ShiftRows變換
3．MixColumns變換
在MixColumns變換中，狀態矩陣的列看作是域GF（28）的多項式，模(x4＋1)乘以c（x）的結果：
c(x)＝(03)x3＋(01)x2+(01)x+(02)
這里(03)為十六進製表示，依此類推。c(x)與x4＋1互質，故存在逆：
d(x)=(0B)x3＋(0D)x2＋(0G)x＋(0E)使c(x)•d(x) = (D1)mod(x4＋1)。
設有：
它的過程如圖2-2-5所示。
圖2-2-5 AES演算法MixColumns變換
七．密鑰膨脹
在AES演算法中，AddRoundKey變換需要使用膨脹後的密鑰，膨脹後的密鑰記為子密鑰，原始的128位密鑰經過膨脹會產生44個字（每個字為32位）的子密鑰，這44個字的子密鑰供11次AddRoundKey變換使用，一次AddRoundKey使用4個字（128位）的膨脹後的密鑰。
密鑰膨脹演算法是以字為基礎的（一個字由4個位元組組成，即32比特）。128比特的原始密鑰經過膨脹後將產生44個字的子密鑰，我們將這44個密鑰保存在一個字數組中，記為W[44]。128比特的原始密鑰分成16份，存放在一個位元組的數組：Key[0]，Key[1]……Key[15]中。
在密鑰膨脹演算法中，Rcon是一個10個字的數組，在數組中保存著演算法定義的常數，分別為：
Rcon[0] = 0x01000000
Rcon[1] = 0x02000000
Rcon[2] = 0x04000000
Rcon[3] = 0x08000000
Rcon[4] = 0x10000000
Rcon[5] = 0x20000000
Rcon[6] = 0x40000000
Rcon[7] = 0x80000000
Rcon[8] = 0x1b000000
Rcon[9] = 0x36000000
另外，在密鑰膨脹中包括其他兩個操作RotWord和SubWord，下面對這兩個操作做說明：
RotWord( B0,B1,B2,B3 )對4個位元組B0,B1,B2,B3進行循環移位，即
RotWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B1,B2,B3,B0 )
SubWord( B0,B1,B2,B3 )對4個位元組B0,B1,B2,B3使用AES的S盒，即
SubWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B』0,B』1,B』2,B』3 )
其中，B』i = SubBytes（Bi），i = 0,1,2,3。
密鑰膨脹的演算法如下：
八．解密過程
AES的加密和解密過程並不相同，首先密文按128位分組，分組方法和加密時的分組方法相同，然後進行輪變換。
AES的解密過程可以看成是加密過程的逆過程，它也由10輪循環組成，每一輪循環包括四個變換分別為InvShiftRows變換、InvSubBytes變換、InvMixColumns變換和AddRoundKey變換；
這個過程可以描述為如下代碼片段所示：
九．InvShiftRows變換
InvShiftRows變換是ShiftRows變換的逆過程，十分簡單，指定InvShiftRows的變換如下。
Sr,(c+shift(r,Nb))modNb= Sr,c for 0 < r< 4 and 0 ≤ c < Nb
圖2-2-6演示了這個過程。
圖2-2-6 AES演算法InvShiftRows變換
十．InvSubBytes變換
InvSubBytes變換是SubBytes變換的逆變換，利用AES的S盒的逆作位元組置換，表2-2-2為InvSubBytes變換的置換表。
表2-2-2 InvSubBytes置換表
十一．InvMixColumns變換
InvMixColumns變換與MixColumns變換類似，每列乘以d(x)
d(x) = (OB)x3 + (0D)x2 + (0G)x + (0E)
下列等式成立：
( (03)x3 + (01)x2 + (01)x + (02) )⊙d(x) = (01)
上面的內容可以描述為以下的矩陣乘法：
十二．AddRoundKey變換
AES解密過程的AddRoundKey變換與加密過程中的AddRoundKey變換一樣，都是按位與子密鑰做異或操作。解密過程的密鑰膨脹演算法也與加密的密鑰膨脹演算法相同。最後狀態矩陣中的數據就是明文。