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题目:AES加密算法在用户信息管理模块中的应用
院〔系〕:计算机科学与工程学院
专业:xXXXXXXXXXXX
班级:0906XX
学生:XXXXX
学号:0906XXXXX
指导教师:XX
2023年6月
本科毕业设计(论文)
题目:AES加密算法在用户信息管理模块中的应用
院〔系〕:计算机科学与工程学院
专业:xXXXXXXXXXXX
班级:0906XX
学生:XXXXX
学号:0906XXXXX
指导教师:XX
2023年6月
XX大学毕业设计〔论文〕任务书
院〔系〕计算机学院专业XXXX班XX姓名XX学号XX
〔论文〕题目:AES加密算法在用户信息管理模块中的应用
:
随着internet的开展,对用户信息平安性的要求也越来越高,因此本课题主要运行AES加密算法对用户信息管理模块对用户信息进行加密,以提高用户信息的平安性。
AES作为新一代的分组数据加密标准,以其没有显著的攻击方法、编码易于实现和加、解密速度快等优点,,数据加密的重要性也逐渐提高,AES加密技术得到了迅速的开展和广泛的应用。
(论文)的主要内容〔理工科含技术指标〕:
(1)使用MFC体系结构实现用户管理模块。
(2)运用C++实现AES加密算法。
(3)在后台对用户信息进行加密,并将其存入数据库中。
(4)加密使用数据项级运用AES加密算法在DBMS外层进行加密。
〔含起始时间、设计地点〕:
第(1----2)周:查阅各类文献,对AES加密算法进行系统的学****br/>第(3----6)周:完成AES加密算法的编码工作,并对其进行测试。
第(7--13)周:完成用户管理模块,并将AES参加到用户管理模块中。
第(14-16)周:对整个系统进行测试
第(16--20)周:写论文,准备辩论。
〔论文〕的工作量要求〔1〕
〔2〕外文翻译〔与此技术相关〕3000字左右
①实验〔时数〕*或实****天数〕:不低于80课时
②图纸〔幅面和张数〕*:
③其他要求:
指导教师签名:年月日
学生签名:年月日
系〔教研室〕主任审批:年月日
AES加密算法在用户信息管理模块中的应用
摘要
随着信息产业在我国国民经济中扮演越来越重要的角色,信息平安越来越受到重视。信息平安主要是由平安协议和密码算法组成,其中密码算法是信息平安的根底和核心。所以研究和分析当今流行的密码算法对我国的信息平安有很大的意义。而分组密码是现代密码体制开展的两个开展方向之一,它具有速度快、易于标准化和便于软硬件实现等特点,因此在计算机通信和信息平安领域中得到了广泛的应用。
本文首先描述了AES算法的数学根底以及从数学的根底上得出的加密算法的描述。着重介绍了AES加密算法的原理步骤,核心算法主要分为密钥的生成和加密流程循环,其中密钥核心为置换和代替,加密流程循环对State矩阵执行四中不同的操作,在标准中被称为SubBytes(字节替换)、ShiftRows〔行移位变换〕、MixColumns(列混合变换)和AddRoundKey。其次使用C++将AES加密和解密算法进行实现。由于当今社会人们对信息平安非常重视,所以最后将算法参加到用户信息管理模块中,实现具体的应用。
关键词:信息平安;AES算法;加密;解密;实现;应用
AESEncryptionAlgorithmInTheUserInformationManagementModule
Abstract
WiththeinformationindustrytoplayanincreasinglyimportantroleinChina'snationaleconomy,,,researchandanalysisoftoday',ithasafast,easystandardizationandeaseofhardwareandsoftware,hasbeenwidelyusedinthefieldofcomputercommunicationsandinformationsecurity.
,thecorealgorithmisdividedintokeygenerationandencryptionprocesscycle,thekeycorereplacementandinstead,theencryptionprocesscycleStatematrixtoperformfourdifferentoperationsinthespecificationTheknownasSubBytes(bytesubstitution),ShiftRows(lineshifttransformation),theMixColumns(mixcolumntransformation),weuseC++'ssociety,peopleattachgreatimportancetoinformationsecurity,sointheendthealgorithmtotheuserinformationmanagementmodule,thespecificapplication.
KeyWords:Informationsecurity;AESalgorithm;encryption;decryption;implementation;application
目录
1绪论..........................................................................................................1
1
1
1
1
1
2
2
2AES加密算法原理介绍 3
3
(28)上的运算 3
(28)上的多项式的运算 4
6
6
8
9
10
12
12
12
12
14
15
3AES加密算法的实现 16
16
++编写AES类 16
++编写的AESCipher方法 20
++编写的AESInCipher方法 22
4用户信息管理模块设计和实现 24
24
24
24
24
24
25
25
26
26
27
27
28
5AES加密算法在用户信息管理模块中的应用 30
30
30
6结论 34
致谢 35
参考文献 36
毕业设计〔论文〕知识产权声明 37
毕业设计〔论文〕独创性声明 38
附录外文原文及翻译............................................................................39
主要符号表
GF(28)有限域
a-1(x)逆元
mod求模运算符
Nr加密轮数
Nb分组长度的列数
Nk密钥长的列数
⊕异或运算符号
ⓧ多项式乘法
1绪论
第0页
1绪论
近年来,随着Internet的迅猛开展,计算机网络技术正在日益广泛的应用到商业,金融,国防等各个领域,人们对用户信息平安性的要求也越来越高,如何保证数据的平安已经成为了一个重要问题,因此本课题主要运用AES加密算法在用户信息管理模块对用户信息进行加密,以提高用户信息的平安性。
AES作为新一代的分组数据加密标准,以其没有显著的攻击方法、编码易于实现和加、解密速度快等优点,,数据加密的重要性也逐渐提高,AES加密技术得到了迅速的开展和广泛的应用。
密码学的根本思想是对机密信息进行交换,以保护信息在传送过程中不被非法窃取、解读和利用。
密码体制的分类方法有很多,一般是通过加密算法与解密算法所使用的密钥是否相同的原那么分为:对称密钥密码体制和公开密钥密码体制。后者一般基于一个数学上的实现,适用于开放的使用环境,可以平安方便的实现数字签名和认证,通常用于密钥的分配与传输上,但对数据加、解密的速度较慢。而前者的平安性基于复杂的非线性变换,由于其加密速度比公钥密码相对较快,因此是目前商业领域比拟重要而流行的一种加密体制。
对称密钥密码体制从加密模式上又可分为:序列密码和分组密码。序列密码使用密钥短的位串生成长的位串,然后再与明文按位模2相加产生密文,它的平安基于密钥的随机性。如果密钥是真正的随机数,那么这种密码体制在理论上就是不可攻破的,这也可以称为一次一密乱码本体制。严格的该体制所需的密钥量不存在上限,且很难得到真正意义上的随机数序列。实际中更多的是采用伪随机数序列。为了提高平安强度,伪随机序列的周期要足够长,并且序列要有很好的随机性,但这也很难做到,因此除了一些高度保密的环境以外,很少使用。
应用在网络通信环境中的数据加密方法更多的是采用分组加密体制。分组密码算法通常由加、解密算法和密钥扩展算法两局部组成,密钥扩展算法用于生成m个子密钥。加密算法由一个密码学上的函数f对数据分组进行一系列变换之后,每次与一个子密钥迭代,总共迭代r次完成一个分组加密。分组密码已成为PIesc和SSL等相关协议的应用层数据平安保护的主要手段。
我国信息化、网络化建设在技术与装备上对别国的极大依赖性,使信息平安问题尤为突出。据报道,美国出口中国的计算机设备留有“暗门〞,供美国政府随时启动,出口中国的计算机系统平安等级也只有CZ级,为美国国防部规定的
XX大学毕业设计(论文)
8个级别中倒数第三。我国的信息网络平安起步较晚,平安防护能力处于开展的初级阶段,与兴旺国家有较大的差距。当前,国内许多信息网络应用系统尚处于不设防状态,存在很大的风险性:有些重要的网络应用系统使用的平安设备都是从国外直接引进的,难以保证平安利用和有效监控。密码技术特别是加密技术是信息平安技术中的核心技术,国家关键根底设施中不可能引进或采用别人的加密技术,只能自主开发。目前我国在密码技术的应用水平方面与国外还有一定的差距。国外的密码技术必将对我们有一定的冲击力,特别是在参加WTO组织后这种冲击力只会有增无减。因而我们必须自主的开发我们自己的加密解密芯片,从而保证我们信息的平安性。
1972年,国家标准局(NBS)拟定了一个旨在保护计算机和通信数据的方案,开发一个单独的标准密码算法,1973年公开征集算法,1974年第二次公开征集,IBM的Lucifer的变形中选,1976年H月宣布成为联邦标准DES,随后投入使用。不久DES的应用范围迅速扩大到涉及美国以外的公司,甚至某些美国的军事部门也使用了DES。DES是世界上第一个公认的实用分组密码算法标准。迄今为止,在针对DES的攻击中最有效的方法还是穷举,遍历密钥空间。由于计算机硬件的速度越来越快,DES密钥长度太短的缺陷就显露了出来。最终能在合理的时间内完成对56位密钥的强力攻击。1987年宣布DES不平安,但由于商业上已广泛使用,且没有适宜的方案替代。进入上世纪九十年代后,另一种由DES衍生出来的算法—三重DES,被广泛使用。但是它的平安性并不意味着建立在168位的密钥之上,研究说明,可以将其转化为对108位密钥的攻击。最重要的是,三重DES的加密和解密时间消耗较大,不能很好的适用飞速增长的实时信息加密需求。2000年,原设计寿命10年左右的DES已使用23年,单重已攻击成功。
1997年1月2日,美国国家标准和技术研究所〔NIST)宣布启动高级加密标准(AES〕的开发研究工作,并于同年9月12日正式发出了征集算法的公告。NIST的目标是确定一种保护敏感信息的、公开的、免费的并且全球通用的算法作为AES,以弥补DES退出后,数据加密标准留下的空缺。在征集公告中,NIST对算法作了最低要求:算法必须是对称密钥体制的分组密码,并且要支持128位的分组长度和128、192、256位的密钥长度。1998年8月20日,NIST召开了第一次AES候选会议,在会议上宣布了15个AES候选算法,并恳请公众对这15个算法进行评估。经过一年时间的评估,NIST于1999年8月又召开了第二次候选会议,在这次会议上,NIST宣布从巧个候选算法中选出了5个候选算法参加最后的决赛,并再次恳请公众对这5个候选算法进行评估,并规定评估于2000年5月25日结束。为了更好的选出一种候选算法作为AES,NslT在评估正式结束前的一个多月又召开了第三次AES候选会议,在这次会议上,对各种评估结果作了详细的分析,为AES算法确实定提供了详尽的材料。
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