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AES解密过程范文AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，常用于保护计算机和网络通信中的数据。
它采用固定大小的块加密数据，并使用相同的密钥进行加密和解密。
AES加密过程包括四个主要步骤：字节代换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）。
而AES解密过程则是加密过程的逆操作。
1. 逆轮密钥加（Inverse AddRoundKey）：解密过程的第一步是将加密过程中最后一轮的密钥加操作逆运算，即将加密中每个字节与密钥字节进行异或运算得到解密后的状态。
2. 逆列混淆（Inverse MixColumns）：解密过程的第二步是将加密过程中列混淆操作的逆运算，将每列的四个字节进行乘法逆变换再异或运算，得到解密后的状态。
3. 逆行移位（Inverse ShiftRows）：解密过程的第三步是将加密过程中行移位操作的逆运算，每一行将字节向右移动一个偏移量，得到解密后的状态。
4. 逆字节代换（Inverse SubBytes）：解密过程的最后一步是将加密过程中字节代换操作的逆运算，将每个字节通过逆查找表进行映射替换，得到解密后的明文。
这四个步骤是按照相反的顺序执行的，即先进行逆轮密钥加，然后逆列混淆，接着逆行移位，最后逆字节代换。
这样可以将密文转换回原始的明文。
由于AES使用的是对称密钥加密算法，解密过程与加密过程使用相同的密钥。
因此，解密密文需要正确知道密钥才能还原出正确的明文。
在解密过程中，每一轮的操作都需要使用对应轮次的逆变换逆运算来进行解密。
因此，解密过程需要密钥扩展算法来生成每一轮的逆轮密钥。
总结起来，AES解密过程包括逆轮密钥加、逆列混淆、逆行移位和逆字节代换四个步骤，按照相反的顺序执行这些步骤，最终得到解密后的明文。
正确的密钥是解密过程的关键，只有使用正确的密钥才能成功还原出明文。
华北电力大学实验报告||实验名称现代密码学课程设计课程名称现代密码学||专业班级：学生姓名：学号：成绩：指导教师：实验日期：[综合实验一] AES-128加密算法实现 一、实验目的及要求（1）用C++实现；（2）具有16字节的加密演示；（3）完成4种工作模式下的文件加密与解密：ECB, CBC, CFB,OFB.二、所用仪器、设备计算机、Visual C++软件。
三. 实验原理3.1、设计综述AES 中的操作均是以字节作为基础的，用到的变量也都是以字节为基础。
State 可以用4×4的矩阵表示。
AES 算法结构对加密和解密的操作，算法由轮密钥开始，并用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2所示)。
AES 算法的主循环State 矩阵执行1 r N 轮迭代运算，每轮都包括所有 4个阶段的代换，分别是在规范中被称为 SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换) 和AddRoundKey ，(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。
最后执行只包括 3个阶段 (省略 MixColumns 变换)的最后一轮运算。
表2 AES 参数比特。
3.2、字节代替（SubBytes ）AES 定义了一个S 盒，State 中每个字节按照如下方式映射为一个新的字节：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，然后取出S 盒中对应行和列的元素作为输出。
例如，十六进制数{84}。
对应S 盒的行是8列是4，S 盒中该位置对应的值是{5F}。
S 盒是一个由16x16字节组成的矩阵，包含了8位值所能表达的256种可能的变换。
S 盒按照以下方式构造：(1) 逐行按照升序排列的字节值初始化S 盒。
第一行是{00}，{01}，{02}，…，{OF}；第二行是{10}，{l1}，…，{1F}等。
AES算法加解密原理及安全性分析刘帅卿一、AES算法简介AES算法是高级加密标准算法的简称，其英文名称为Advanced Encryption Standard。
该加密标准的出现是因为随着对称密码的发展,以前使用的DES（Data Encryption Standard数据加密标准）算法由于密钥长度较小(56位),已经不适应当今数据加密安全性的要求，因此后来由Joan Daeman和Vincent Rijmen提交的Rijndael算法被提议为AES的最终算法。
AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192和256位密钥，并且用128位(16字节)分组加密和解密数据。
与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。
通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。
迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换(permutations)和替换(substitutions)输入数据。
加之算法本身复杂的加密过程使得该算法成为数据加密领域的主流。
二、AES算法的基本概念1、有限域（GF）由于AES算法中的所有运算都是在有限域当中进行的，所以在理解和实现该算法之前先得打好有限域这一基石才行。
通常的数学运算都是在实数域中进行，而AES算法则是在有限域中进行，我们可以将有限域看成是有确定边界范围的正整数集合，在该集合当中，任意两个元素之间的运算结果都仍然落在该集合当中，也即满足运算封闭性。
那么如何才能保证这样的“有限性”（也即封闭性）呢？GF（2w）被称之为伽罗华域，是有限域的典型代表。
随着w（=4,8,16,…）的取值不同所形成的有限域范围也不同。
AES算法中引入了GF域当中对数学运算的基本定义：将两数的加减法定义为两者的异或运算；将两数的乘法定义为多项式间的相乘并求余运算，其中被用于求余运算的除数被称为不可约多项式（或者称为求余多项式），它是固定的一个多项式：m(x) =8431x x x x ++++（数值为十六进制的11B ，这里是假定w=8时的情形）。
现代密码学课程设计一、课程概述现代密码学是一门关于信息安全的学科，主要研究保护信息在通信及存储中的安全性。
本课程设计旨在让学生从理论和实践两方面了解现代密码学的基础知识、常用算法以及应用实例，通过实现密码加解密算法、数字签名算法等，加深对现代密码学的理解，提高学生信息安全意识和实际编程能力。
二、教学目标•了解现代密码学的基本概念和密码学的发展历程；•掌握对称密钥算法和非对称密钥算法的基本原理；•掌握常用的密码学算法和协议，如AES、RSA、MD5、SHA等；•掌握常见的密码攻击方法的手段和防范措施；•能够结合实例了解密码学在信息安全领域的应用。
三、教学内容3.1 现代密码学基础•密码学的定义和发展历程•密码学的基本概念、分类和研究对象•密码学中的术语和符号3.2 对称加密算法•对称加密算法的基本原理•常用的对称加密算法：DES、3DES、AES等•实现对称加密算法的案例3.3 非对称加密算法•非对称加密算法的基本原理•常用的非对称加密算法：RSA、ECC等•实现非对称加密算法的案例3.4 哈希算法•哈希算法的基本原理•常用的哈希算法：MD5、SHA等•实现哈希算法的案例3.5 数字签名算法•数字签名算法的原理和应用•常用的数字签名算法：RSA、DSA等•实现数字签名算法的案例3.6 密码攻击与防范•常见的密码攻击方式：暴力破解、字典攻击、重放攻击等•密码攻击技术的分类和流程•密码攻击防范和对策3.7 现代密码学应用实例•SSL/TLS协议的原理和实现•HTTPS协议的原理和实现•VPN的实现和应用四、教学方法本课程设计采用授课、讲解、案例演示、群体讨论等多种教学方法相结合，以提高学生的学习兴趣和参与度。
同时，鼓励学生在本课程设计的实践环节中，利用程序实现加解密算法、数字签名等，同时进行实际的密码攻击和防范。
五、考核方式•课程论文：涵盖对现代密码学的基本概念及其在信息安全领域中的应用、常用算法的原理和具体实现以及密码攻击和防范等方面。
Python中如何使用AES算法进行加密和解密一、引言随着互联网的快速发展，财务交易、个人资料和敏感数据被传输在网络上的频率越来越高。
因此，保护数据的安全性和私密性成为了一项至关重要的任务。
加密技术是一种重要的手段，可以解决这个问题。
其中最受欢迎和应用广泛的加密算法是AES。
本文主要介绍Python中如何使用AES算法进行加密和解密的方法。
二、AES算法简介AES算法是高级加密标准（Advanced Encryption Standard）的缩写。
它是目前广泛使用的对称加密算法之一，是一种分组密码，加密和解密使用相同的秘钥（Key）进行。
AES算法的加密和解密都是基于密钥和明文的操作。
AES算法对明文进行加密时需要三个参数：明文、密钥和向量（IV），其中向量是用于增加随机性和异质性以增强密码体制的安全性的。
加密后，得到的密文只有通过使用相同的密钥和向量才能被解密。
因此，必须确保密钥和向量的安全性。
AES算法的强度与密钥长度有关，通常使用128、192或256位密钥。
三、Python中使用AES算法加密和解密的方法Python中使用AES算法加密和解密需要使用Crypto库，它是Python中专门提供密码学操作的库。
在使用之前，需要先安装Crypto 库：```pythonpip install pycrypto```在Crypto库中，有很多算法可以使用。
在这里，我们使用AES算法。
首先，需要导入Crypto库中的AES模块，如下所示：```pythonfrom Crypto.Cipher import AES```接下来，定义用于加密和解密的key和iv：```pythonkey = '0123456789abcdef'iv = 'fedcba9876543210'```key和iv都是以字符串形式定义的，长度分别为16个字符（128位）和16个字符（128位）。
密码学 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握密码学的基本概念，如加密、解密、密钥等；2. 了解常见的加密算法及其优缺点，如对称加密、非对称加密和哈希算法；3. 理解密码学在现代通信和网络安全中的应用。
技能目标：1. 学会使用至少一种加密工具进行数据加密和解密；2. 能够分析简单加密算法的原理和安全性；3. 培养学生运用密码学知识解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对密码学的好奇心和探究精神，激发学习兴趣；2. 增强学生的信息安全意识，认识到密码学在保护个人隐私和国家安全中的重要性；3. 培养学生团结协作、积极进取的团队精神。
课程性质分析：本课程为选修课，旨在让学生了解和掌握密码学的基础知识，提高信息安全意识。
课程内容具有一定的理论性和实践性，需结合实际案例进行分析。
学生特点分析：学生为高中生，具有一定的数学基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇，但可能对抽象的理论知识缺乏耐心。
教学要求：1. 结合实际案例，激发学生学习兴趣；2. 注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力；3. 加强课堂互动，引导学生主动思考、提问和讨论；4. 适时进行小组合作，培养学生的团队协作能力。
二、教学内容1. 密码学基本概念- 加密、解密、密钥的定义与作用- 对称加密、非对称加密、哈希算法的原理2. 常见加密算法- AES、DES、RSA、ECC等算法介绍- 算法优缺点、应用场景分析3. 密码学应用- 数字签名、证书、SSL/TLS等应用案例- 现代通信和网络安全中的密码学应用4. 加密工具使用- GPG、OpenSSL等加密工具的安装与使用- 实践操作：使用加密工具进行文件加密和解密5. 密码学安全性分析- 简单加密算法的安全性分析- 常见密码攻击方法介绍6. 实际案例分析- 分析现实生活中的密码学应用案例- 探讨密码学在保护信息安全中的作用教学安排与进度：1. 第1-2周：密码学基本概念、对称加密和非对称加密算法介绍2. 第3-4周：哈希算法、常见加密算法及应用场景分析3. 第5-6周：密码学应用、加密工具使用与实操4. 第7-8周：密码学安全性分析、实际案例分析教材章节关联：本教学内容与教材中“密码学基础”、“加密算法与应用”、“网络安全”等章节相关联，为学生提供系统性的密码学知识体系。
淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《网络安全技术》题目：常见的密码算法（ＤＥＳ、ＡＥＳ、RSA、MD5）班级：学号姓名：【实验目的】●理解对称加密算法的原理和特点●了解非对称加密机制●理解DES、AES算法的加密原理●理解RSA算法的加密原理【实验人数】每组1人【系统环境】Windows【网络环境】交换网络结构【实验工具】VC++6.0密码工具【实验步骤】一、DES算法1．DES加密解密（1）本机进入“密码工具”｜“加密解密”｜“DES加密算法”｜“加密/解密”页签，在明文输入区输入明文：hello,world（2）在密钥窗口输入8（64位）个字符的密钥k，密钥k= 19940725 。
单击“加密”按钮，将密文导出到DES文件夹（D:\Work\Encryption\DES\）中，通告同组主机获取密文，并将密钥k告诉同组主机。
（3）单击“导入”按钮，从同组主机的的DES共享文件夹中将密文导入，然后在密钥窗口输入被同组主机通告的密钥k，点击“解密”按钮进行DES解密。
（4）将破解后的明文与同组主机记录的明文比较。
2．DES算法本机进入“密码工具”｜“加密解密”｜“DES加密算法”｜“演示”页签,向64位明文中输入8个字符（8*8bit=64），向64位密钥中输入8个字符（8*8bit=64）。
点击“加密”按钮。
完成加密操作，分别点击“初始置换”、“密钥生成演示”、“十六轮加密变换”和“终结置换”按钮，查看初始置换、密钥生成演示、十六轮加密变换和终结置换的详细加密操作流程。
二、AES1．AES加密解密（1）本机进入“密码工具”｜“加密解密”｜“AES加密算法”｜“加密/解密”页签，在明文输入区输入明文：hello,world（2）在密钥窗口输入16（128位）个字符的密钥k，要记住这个密钥以用于解密，密钥k=lijinyi123456789。
单击“加密”按钮，将密文导出到AES文件夹（D:\Work\Encryption\AES\）中，通告同组主机获取密文，并将密钥k告诉同组主机。
个人资料整理仅限学习使用成都信息工程学院课程设计报告AES加密解密的实现课程名称：应用密码算法程序设计学生姓名：学生学号：专业班级：任课教师：年月日个人资料整理仅限学习使用附件：课程设计成绩评价表个人资料整理仅限学习使用目录1．背景AES，密码学中的高级加密标准<Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijn dael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。
这个标准用来替代原先的DE S，已经被多方分析且广为全世界所使用。
经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 <NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2 002年5月26日成为有效的标准。
2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
AES 有一个固定的128位的块大小和128，192或256位大小的密钥大小。
该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijndael之命名之，投稿高级加密标准的甄选流程。
<Rijdael的发音近于"Rhine doll"。
）AES在软体及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作,且只需要很少的记忆体。
作为一个新的加密标准,目前正被部署应用到更广大的范围.2.系统设计2.1系统主要目标基本要求部分：1．在深入理解AES加密/解密算法理论的基础上，设计一个AES加密/解密软件系统；2．完成一个明文分组的加解密，明文和密钥是十六进制，长度都为64比特<16个16进制数），输入明文和密钥，输出密文，进行加密后，能够进行正确的解密；3.程序运行时，要求输出每一轮使用的密钥，以及每一轮加密或解密之后的16进制表示的值；4.要求提供所设计系统的报告及完整的软件。
较高要求部分：1.如果明文不止一个分组，程序能完成分组，然后加密；最后一个分组长度不足时要求完成填充；密钥长度不足时能进行填充，过长则自动截取前面部分。
2.密钥采用ASCII码，明文要求输入信息可以是文字<可以是汉字或英文，信息量要求不止一个加密分组长度），任意字符，或者是文本文档，或者普通文件。
进行加密后，能够进行正确的解密；3.程序代码有比较好的结构，模块划分合理，如用类进行封装，通过调用类的成员函数实现加密解密功能，函数的参数及返回值设置合理等；4.界面友好，程序实现有新意。
2.2主要软件需求<运行环境）本软件适用VC语言编写，编译成功后的EXE文件可以在装有windows系统的任何计算机上使用。
测试平台：Windows XP Professional使用软件：Visual C++ 6.02.3功能模块与系统结构主要功能模块如下：2.行移位ShiftRow3.列混合MixColumn4.轮密钥加AddRoundKey5.逆字节替换通过逆S盒的映射变换得到6.逆行移位InvShiftRow与加密时的行移位区别在于移位方向相反。
7.逆列混淆加密与解密系统流程图如下所示，3 系统功能程序设计3.1基本要求部分 3.1.1字节替换SubBytes<）变换是一个基于S 盒的非线性置换，它用于将输入或中间态的每一个字节通过一个简单的查表操作，将其映射为另一个字节。
映射方法是把输入字节的高四位作为S 盒的行值，低四位作为列值，然后取出S 盒中对应的行和列的元素作为输出。
unsigned char subbytes(unsigned char state[4][4]>{printf("after subbyte:\n">。
//取出中间态state 映射到S 盒中的值赋给中间态state for(i=0。
i<4。
i++>1{for(j=0。
j<4。
j++>state[i][j]=sbox[state[i][j]]。
}for(i=0。
i<4。
i++> //输出到屏幕显示state{for(j=0。
j<4。
j++>printf("\t\t%02x ",state[i][j]>。
printf("\n">。
}printf("\n">。
return 0。
}3.1.2行移位ShiftRows<）完成基于行的循环移位操作，变换方法是第0行不动，第一行循环左移一个字节，第二位循环左移两个字节，第三行循环左移三个字节。
unsigned char shiftrows(unsigned char state[4][4]>{printf("after shiftrows:\n">。
// 在中间态的行上，k=state[1][0]。
// 第0行不变state[1][0]=state[1][1]。
// 第一行循环左移一个字节state[1][1]=state[1][2]。
// 第二行循环左移两个字节state[1][2]=state[1][3]。
// 第三行循环左移三个字节state[1][3]=k。
k=state[2][0]。
state[2][0]=state[2][2]。
state[2][2]=k。
k=state[2][1]。
state[2][1]=state[2][3]。
state[2][3]=k。
k=state[3][0]。
state[3][0]=state[3][3]。
state[3][3]=state[3][2]。
state[3][2]=state[3][1]。
state[3][1]=k。
for(i=0。
i<4。
i++> //输出到屏幕显示state{for(j=0。
j<4。
j++>printf("\t\t%02x ",state[i][j]>。
printf("\n">。
}printf("\n">。
return 0。
}3.1.3列混合MixColumns<）实现逐列混合，方法是s’(x>=c(x>*s(x>mod(x^4+1>unsigned char mixcolumns(unsigned char state[4][4]>{ printf("after mixcolumns:\n">。
// 实现 (02 03 01 01> 与中间态state分别相乘后异或得相应值for(i=0。
i<4。
i++> // (01 02 03 01>{ // (01 01 02 03>k=state[0][i]。
// (03 01 01 02>temp[0] = state[0][i] ^ state[1][i] ^ state[2][i] ^ state[3][i] 。
temp[1] = state[0][i] ^ state[1][i] 。
temp[1] = xtime(temp[1]>。
state[0][i] ^= temp[1] ^ temp[0] 。
temp[1] = state[1][i] ^ state[2][i] 。
temp[1] = xtime(temp[1]>。
state[1][i] ^= temp[1] ^ temp[0] 。
temp[1] = state[2][i] ^ state[3][i] 。
temp[1] = xtime(temp[1]>。
state[2][i] ^= temp[1] ^ temp[0] 。
temp[1] = state[3][i] ^ k 。
temp[1] = xtime(temp[1]>。
state[3][i] ^= temp[1] ^ temp[0] 。
}for(i=0。
i<4。
i++> //输出到屏幕显示state{for(j=0。
j<4。
j++>printf("\t\t%02x ",state[i][j]>。
printf("\n">。
}printf("\n">。
return 0。
}3.1.4轮密钥加AddRoundKey(>用于将输入或中间态S的每一列与一个密钥字ki进行按位异或，每一个轮密钥由Nb个字组成。
unsigned char addroundkey(unsigned char state[4][4],unsigned char w[4][4]>{ printf("addroundkey %d:\n",round++>。
//将中间态state中的每一列与一个密钥字(w[4][4]中的一列>进行按位异或for(i=0。
i<4。
i++> //完了又赋值给state{for(j=0。
j<4。
j++>state[i][j]^=w[i][j]。
}for(i=0。
i<4。
i++> //输出到屏幕显示出来state{for(j=0。
j<4。
j++>printf("\t\t%02x ",state[i][j]>。
printf("\n">。
}printf("\n">。
return 0。
}3.1.5密钥扩展通过生成器产生Nr+1个轮密钥，每个轮密钥由Nb个字组成，共有Nb<Nr+1）个字。
在加密过程中，需要Nr+1个轮密钥，需要构造4<Nr+1）个32位字。
首先将输入的4个字节直接复制到扩展密钥数组的前4个字中，得到W[0],W[1],W[2],W[3]。
然后每次用4个字填充扩展密钥数余下的部分。
//keyexpandprintf("after keyexpand:\n">。
for(i=4。
i<8。
i++>{if(i%4==0>{ rotword[0]=w[1][i-1]。
rotword[1]=w[2][i-1]。
rotword[2]=w[3][i-1]。
rotword[3]=w[0][i-1]。
printf("rotword(>:">。
for(j=0。
j<4。
j++> printf("%02x ",rotword[j]>。
for(j=0。
j<4。
