对称密码体制
对称密码体制和非对称密码体制

对称密码体制和非对称密码体制一、对称加密(Symmetric Key Encryption)对称加密是最快速、最简单的一种加密方式,加密(encryption)与解密(decryption)用的是同样的密钥(secret key)。
对称加密有很多种算法,由于它效率很高,所以被广泛使用在很多加密协议的核心当中。
自1977年美国颁布DES(Data Encryption Standard)密码算法作为美国数据加密标准以来,对称密码体制迅速发展,得到了世界各国的关注和普遍应用。
对称密码体制从工作方式上可以分为分组加密和序列密码两大类。
对称加密算法的优点:算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
对称加密算法的缺点:交易双方都使用同样钥匙,安全性得不到保证。
此外,每对用户每次使用对称加密算法时,都需要使用其他人不知道的惟一钥匙,这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量呈几何级数增长,密钥管理成为用户的负担。
对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难,主要是因为密钥管理困难,使用成本较高。
而与公开密钥加密算法比起来,对称加密算法能够提供加密和认证却缺乏了签名功能,使得使用范围有所缩小。
对称加密通常使用的是相对较小的密钥,一般小于256 bit。
因为密钥越大,加密越强,但加密与解密的过程越慢。
如果你只用1 bit来做这个密钥,那黑客们可以先试着用0来解密,不行的话就再用1解;但如果你的密钥有1 MB大,黑客们可能永远也无法破解,但加密和解密的过程要花费很长的时间。
密钥的大小既要照顾到安全性,也要照顾到效率,是一个trade-off。
分组密码:也叫块加密(block cyphers),一次加密明文中的一个块。
是将明文按一定的位长分组,明文组经过加密运算得到密文组,密文组经过解密运算(加密运算的逆运算),还原成明文组,有 ECB、CBC、CFB、OFB 四种工作模式。
序列密码:也叫流加密(stream cyphers),一次加密明文中的一个位。
对称密码体制

实例二:对压缩文档解密
• 任务描述:
李琳同学在电脑里备份了一份文档,当时 出于安全考虑,所以加了密码,时间久了,密 码不记得了。请帮李琳同学找回密码。
实例二:对压缩文档解密
• 任务分析:
WinRAR对文档的加密方式属于对称性加 密,即加密和解密的密码相同,这种文档的解 密相对来说比较简单,网上有很多专用工具, 可以实现密码的硬解。
推荐:RAR Password Unlocker
实例二:对压缩文档解密
• 操作步骤:
– (1)启动软件; – (2)打开加密的文件; – (3)单击“STRAT”按钮,开始解密; – (4)弹出结果对话框,找到密码。
实例三:Office文档加密
• 操作步骤:
– (1)启动word;
– (2)文件——另存为;
走进加密技术
对称密码体制
知识回顾
• 密码技术的发展经历了三个阶段
• 1949年之前 密码学是一门艺术 (古典密码学) • 1949~1975年 密码学成为科学 • 1976年以后 密码学的新方向
传 统 加 密 方 法
(现代密码学)
——公钥密码学
密码体制
• 密码体制也叫密码系统,是指能完整地解
决信息安全中的机密性、数据完整性、认
小结
对称密码体制 对称密码体制也称为单钥体制、私钥体制或对 称密码密钥体制、传统密码体制或常规密钥密码体 制。 主要特点是:加解密双方在加解密过程中使用 相同或可以推出本质上等同的密钥,即加密密钥与 解密密钥相同,基本原理如图所示。
– (3)文件类型为:2003-07文档; – (4)单击“工具”选择“常规选项”; – (5)设置文档打开密码,存盘。
实例四:Office文档解密
密码技术基础知识ppt课件

公钥基础设施
PKI系统组成
证书发布系统 证书发布系统负责证书的发放,如可以通过用户自己
,或是通过目录服务器发放。目录服务器可以是一个组织中现 存的,也可以是PKI方案中提供的。
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公钥基础设施
PKI的应用
PKI的应用非常广泛,包括应用在web服务器和浏览器 之间的通信、电子邮件、电子数据交换(EDI)、在Intenet上的 信用卡交易和虚拟私有网(VPN)等。
对称加密算法相比非对称加密算法来说,加解密的效率要高得 多。但是缺陷在于对于秘钥的管理上,以及在非安全信道中通讯时, 密钥交换的安全性不能保障。所以在实际的网络环境中,会将两者混 合使用。
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目录
公钥基础设施
简介 PKI系统组成 PKI的应用
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公钥基础设施
简介
PKI是“Public Key Infrastructure”的缩写,意为“公钥基础 设施”。简单地说,PKI技术就是利用公钥理论和技术建立的提供信息 安全服务的基础设施。公钥体制是目前应用最广泛的一种加密体制, 在这一体制中,加密密钥与解密密钥各不相同,发送信息的人利用接 收者的公钥发送加密信息,接收者再利用自己专有的私钥进行解密。 这种方式既保证了信息的机密性,又能保证信息具有不可抵赖性。
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数字摘要技术
数字摘要的常用技术
4、Base64 Base64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法 ,由于2的6次方等于64,所以每6位为一个单元,对应摸个可打印字 符,三个娭毑有24位,,对应4个Base64单元,即三个字节需要用4个 打印字符来表示。
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数字摘要技术
数字摘要的应用
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密钥管理技术
密钥的分配
03、对称密码体制

数据加密标准(Data Encryption Standard,DES)是至 今为止使用 最为广泛的加密算法。
1974年8月27日, NBS开始第二次征集,IBM提交了算法LUCIFER ,该算法由IBM的工程师在1971~1972年研制。
1975年3月17日, NBS公开了全部细节1976年,NBS指派了两个
序列密码算法(stream cipher)
每次可加密一个比特戒一个字节 适合比如进程终端输入加密类的应用
对称密码体制
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3.1 分组密码原理
分组密码
分组密码是将明文消息编码表示后的数字(简称明文数字)序列,划
分成长度为n的组(可看成长度为n的矢量),每组分别在密钥的控制 下发换成等长的输出数字(简称密文数字)序列。
构,如FEAL、Blowfish、RC5等。
对称密码体制
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3.1.2 分组密码的一般结构
Feistel密码结构的设计动机
分组密码对n比特的明文分组迚行操作,产生出一个n比特的密文分
组,共有2n个丌同的明文分组,每一种都必须产生一个唯一的密文 分组,这种发换称为可逆的戒非奇异的。 可逆映射 00 01 10 11 11 10 00 01 丌可逆映射 00 01 10 11 11 10 01 01
对称密码体制Biblioteka 193.2.1 简化的DES
简化的DES
简化的DES(Simplified - DES)是一个供教学而非安全的加密算法, 它不DES的特性和结构类似,但是参数较少。 S - DES的加密算法以8bit的明文分组和10位的密钥作为输入,产生 8bit的明文分组做为输出。 加密算法涉及五个凼数:
pdf第5章 对称密钥密码体制

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DES算法描述 算法描述
• 算法设计中采用的基本变换和操作: 算法设计中采用的基本变换和操作: – 置换(P) 置换( ) • 重新排列输入的比特位置。 重新排列输入的比特位置。 – 交换(SW) 交换( ) • 将输入的左右两部分的比特进行互换。 将输入的左右两部分的比特进行互换。 – 循环移位 • 将输入中的比特进行循环移位,作为输出。 将输入中的比特进行循环移位,作为输出。 – 一个复杂变换( fK ) 一个复杂变换( • 通常是一个多阶段的乘积变换; 通常是一个多阶段的乘积变换; • 与密钥 Key 相关; 相关; • 必须是非线性变换; 必须是非线性变换; • 实现对密码分析的扰乱; 实现对密码分析的扰乱; • 是密码设计安全性的关键。 是密码设计安全性的关键。
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5.1 分组密码的原理
• 密文中的每位数字不仅仅与某时刻输入的明文 数字有关, 数字有关,而是与该明文中一定组长的明文数 字有关。 字有关。
• 分组密码的基本模型 密钥 K 密钥 K
明文 x 密文 y 明文 x
加密
3解密ຫໍສະໝຸດ 分组密码的长度明文为分组长度为m的序列,密文为分组长度为 的序列 的序列: 明文为分组长度为 的序列,密文为分组长度为n的序列: 的序列 • n>m,称其为有数据扩展的分组密码; ,称其为有数据扩展的分组密码; • n<m,称其为有数据压缩的分组密码; ,称其为有数据压缩的分组密码; • n=m,称其为无数据扩展与压缩的分组密码。 ,称其为无数据扩展与压缩的分组密码。 我们一般所说的分组密码为无数据扩展与压缩的分组密码。 我们一般所说的分组密码为无数据扩展与压缩的分组密码。
s s
K32.1
s s p
. . K32.2 .
描述对称密码体制与公钥密码体制的认识

对称密码体制与公钥密码体制是现代密码学中两种基本的密码体制,它们在保护信息安全,防止信息被未经授权者获取和篡改方面发挥着重要的作用。
下面将从定义、特点、优缺点、应用领域等方面来详细描述对称密码体制与公钥密码体制。
一、对称密码体制1. 定义:对称密码体制是指加密和解密使用同一个密钥的密码系统,也就是通信双方需要共享同一个密钥来进行加解密操作。
2. 特点:对称密码体制具有以下特点:1) 加密速度快:因为加密和解密使用同一个密钥,所以运算速度快。
2) 安全性依赖于密钥的安全性:只要密钥泄露,整个系统的安全就会受到威胁。
3) 密钥管理困难:通信双方需要事先共享密钥,密钥的分发和管理是一个很复杂的问题。
3. 优缺点:对称密码体制的优缺点如下:1) 优点:加密速度快,适合对大数据进行加密;算法简单,易于实现和设计。
2) 缺点:密钥管理困难,安全性依赖于密钥的安全性。
4. 应用领域:对称密码体制主要应用于一些对加密速度要求较高,密钥管理相对容易的场景中,比如网络通信、数据库加密等领域。
二、公钥密码体制1. 定义:公钥密码体制是指加密和解密使用不同密钥的密码系统,也就是通信双方分别有公钥和私钥,公钥用于加密,私钥用于解密。
2. 特点:公钥密码体制具有以下特点:1) 加密和解密使用不同的密钥,安全性更高。
2) 密钥管理相对容易:每个用户都拥有自己的一对密钥,不需要事先共享密钥。
3) 加密速度较慢:因为加密和解密使用不同的密钥,计算复杂度较高。
3. 优缺点:公钥密码体制的优缺点如下:1) 优点:安全性更高,密钥管理相对容易。
2) 缺点:加密速度较慢,算法复杂,设计和实现难度大。
4. 应用领域:公钥密码体制主要应用于对安全性要求较高,加密速度要求相对较低的场景中,比如数字签名、安全传输等领域。
三、对称密码体制与公钥密码体制的比较根据对称密码体制与公钥密码体制的特点、优缺点和应用领域,下面对它们进行比较:1. 安全性:公钥密码体制的安全性更高,因为加密和解密使用不同的密钥,不容易受到攻击;而对称密码体制的安全性依赖于密钥的安全性,一旦密钥泄露,整个系统的安全将受到威胁。
对称密码体制

分组密码的工作模式
电码本模式(1/2) ECB (electronic codebook mode)
P1 K 加密
P2
K
加密
…K
Pn 加密
C1
C2
Cn
C1 K 解密
C2
K
解密
…K
Cn 解密
P1
P2
Pn
Ci = EK(Pi) Pi = DK(Ci)
对称密码体制
分组密码的工作模式
电码本模式(2/2) ECB特点
对称密码体制
分组密码的工作模式
密码反馈模式(2/6)
加密:Ci =Pi(EK(Si)的高j位) Si+1=(Si<<j)|Ci
V1
Shift register 64-j bit |j bit
64
Shift register 64-j bit |j bit
64
Cn-1 Shift register 64-j bit |j bit
对称密码体制
分组密码的工作模式
密码反馈模式(6/6) Pi=Ci(EK(Si)的高j位) 因为: Ci=Pi(EK(Si)的高j位)
则: Pi=Pi(EK(Si)的高j位) (EK(Si)的高j位) =Pi 0 = Pi
CFB的特点 ❖分组密码流密码 ❖没有已知的并行实现算法 ❖隐藏了明文模式 ❖需要共同的移位寄存器初始值V1 ❖对于不同的消息,V1必须唯一 ❖误差传递:一个单元损坏影响多个单元
对称密码体制
分组密码的工作模式
密码分组链接模式(3/3)
CBC特点 ❖没有已知的并行实现算法 ❖能隐藏明文的模式信息 ❖需要共同的初始化向量V1 ❖相同明文不同密文 ❖初始化向量V1可以用来改变第一块 ❖对明文的主动攻击是不容易的 ❖信息块不容易被替换、重排、删除、重放 ❖误差传递:密文块损坏两明文块损坏 ❖安全性好于ECB ❖适合于传输长度大于64位的报文,还可以进行用 户鉴别,是大多系统的标准如 SSL、IPSec
对称密钥密码体制

第三,流密码能较好地隐藏明文的统计特征等。
流密码的原理
❖ 在流密码中,明文按一定长度分组后被表示成一个序列,并 称为明文流,序列中的一项称为一个明文字。加密时,先由 主密钥产生一个密钥流序列,该序列的每一项和明文字具有 相同的比特长度,称为一个密钥字。然后依次把明文流和密 钥流中的对应项输入加密函数,产生相应的密文字,由密文 字构成密文流输出。即 设明文流为:M=m1 m2…mi… 密钥流为:K=k1 k2…ki… 则加密为:C=c1 c2…ci…=Ek1(m1)Ek2(m2)…Eki(mi)… 解密为:M=m1 m2…mi…=Dk1(c1)Dk2(c2)…Dki(ci)…
同步流密码中,消息的发送者和接收者必须同步才能做到正确 地加密解密,即双方使用相同的密钥,并用其对同一位置进行 操作。一旦由于密文字符在传输过程中被插入或删除而破坏了 这种同步性,那么解密工作将失败。否则,需要在密码系统中 采用能够建立密钥流同步的辅助性方法。
分解后的同步流密码
பைடு நூலகம்
密钥流生成器
❖ 密钥流生成器设计中,在考虑安全性要求的前提下还应考虑 以下两个因素: 密钥k易于分配、保管、更换简单; 易于实现,快速。
密钥发生器 种子 k
明文流 m i
明文流m i 加密算法E
密钥流 k i 密钥流 发生器
密文流 c i
安全通道 密钥 k
解密算法D
密钥流 发生器
明文流m i
密钥流 k i
图1 同步流密码模型
内部状态 输出函数
内部状态 输出函数
密钥发生器 种子 k
k
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云南大学数学与统计学实验教学中心实验报告一、实验目的:通过实验掌握AES加密实验的构造算法,以及其重要思想。
二、实验内容:查阅资料,实现AES密码体制的编码算法、译码算法、子密钥生成算法三、实验环境Win7、Eclipse四、实验过程(请学生认真填写):实验过程、结果以及相应的解释:1. 预备知识密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES),是一种对称加密的方法。
本实验使用Java平台来编写的,虽然在java中已经很好的实现了AES等安全机制,但是为了了解如何实现,还是写了一个AES加密的java程序。
2. 实验过程A、原理分析:大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作,这个矩阵又称为“体(state)”,其初值就是一个明文区块(矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte)。
(Rijndael加密法因支持更大的区块,其矩阵行数可视情况增加)加密时,各轮AES加密循环(除最后一轮外)均包含4个步骤:AddRoundKey —矩阵中的每一个字节都与该次回合金钥(round key)做XOR运算;每个子密钥由密钥生成方案产生。
SubBytes —通过一个非线性的替换函数,用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
ShiftRows —将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
MixColumns —为了充分混合矩阵中各个直行的操作。
这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。
最后一个加密循环中省略MixColumns步骤,而以另一个AddRoundKey取代。
B、具体代码如下://如6.2,若是将每一行看做是一个对象的话//具体实现的整体结构思想如此下图结果如下://得到结果与真实结果一样。
说明正确具体代码如下:由于所写代码过多,所以,本代码附在最后!五、实验总结1.遇到的问题及分析:遇到问题:其实这次编写程序遇到的问题还是蛮多的!例如S盒子的生成、逆S盒子的生成,算法中的每一步轮转,密钥生成,密钥长度等都遇到了问题。
由于时间仓促,这里就不一一举出来了。
分析并解决:-通过图书馆查询相应资料以及课本查阅得到了一些解决。
同时在网上查找到了一使用C++编写的程序代码以及算法理论。
得到了解决。
2.体会和收获。
编程实现了AES,个人感觉AEs实现起来还是比较困难的(对于我来说)因为他中间的矩阵操作复杂。
当然收获就是能有一定能力来编写这样的一个程序了。
六、参考文献计算机网络课本。
七、教师评语:附录:AES代码*************************Aes.java***************************** package AES;/*** AES字节数组加密算法类*/public class Aes {private int Nb;// 以32位为单位的字长private int Nk;// 以32位为单位的密钥长度private int Nr;// 轮数private byte[] key;// 密钥private byte[][] Sbox;// S盒矩阵private byte[][] iSbox;// s盒逆矩阵private byte[][] w;// 密钥调度表private byte[][] Rcon;// 轮常数表private byte[][] State;// 状态矩阵/*** 构造方法* @param keySize* @param keyBytes*/public Aes(int keySize, byte[] keyBytes, int Nb) { SetNbNkNr(keySize, Nb);this.key = new byte[this.Nk * 4];this.key = keyBytes;BuildSbox();BuildInvSbox();BuildRcon();KeyExpansion();}/*** 生成Rcon轮常数矩阵*/private void BuildRcon() {this.Rcon = new byte[100][4];Rcon[0][0] = 0x00;// Rcon[1][0]=0x01;for (int i = 1; i < 100; i++) {Rcon[i][0] = gfmultby02(Rcon[i - 1][0]);}}/*** 设置Nb,Nk,Nr* @param keysize*/private void SetNbNkNr(int keysize, int Nb) { this.Nb = Nb;switch (keysize) {case KEYSIZE.Bit128:this.Nk = 4;this.Nr = 10;break;case KEYSIZE.Bit192:this.Nk = 6;this.Nr = 12;break;case KEYSIZE.Bit256:this.Nk = 8;this.Nr = 14;break;}}/*** 生成S盒矩阵*/private void BuildSbox() {this.Sbox = new byte[][] {/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f *//* 0 */{ 0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, (byte) 0xf2, 0x6b, 0x6f,(byte) 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, (byte) 0xfe,(byte) 0xd7, (byte) 0xab, 0x76 },/* 1 */{ (byte) 0xca, (byte) 0x82, (byte) 0xc9, 0x7d,(byte) 0xfa, 0x59, 0x47, (byte) 0xf0, (byte) 0xad,(byte) 0xd4, (byte) 0xa2, (byte) 0xaf, (byte) 0x9c,(byte) 0xa4, 0x72, (byte) 0xc0 },/* 2 */{ (byte) 0xb7, (byte) 0xfd, (byte) 0x93, 0x26, 0x36,0x3f, (byte) 0xf7, (byte) 0xcc, 0x34, (byte) 0xa5,(byte) 0xe5, (byte) 0xf1, 0x71, (byte) 0xd8, 0x31, 0x15 }, /* 3 */{ 0x04, (byte) 0xc7, 0x23, (byte) 0xc3, 0x18,(byte) 0x96, 0x05, (byte) 0x9a, 0x07, 0x12,(byte) 0x80, (byte) 0xe2, (byte) 0xeb, 0x27,(byte) 0xb2, 0x75 },/* 4 */{ 0x09, (byte) 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a,(byte) 0xa0, 0x52, 0x3b, (byte) 0xd6, (byte) 0xb3,0x29, (byte) 0xe3, 0x2f, (byte) 0x84 },/* 5 */{ 0x53, (byte) 0xd1, 0x00, (byte) 0xed, 0x20,(byte) 0xfc, (byte) 0xb1, 0x5b, 0x6a, (byte) 0xcb,(byte) 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, (byte) 0xcf }, /* 6 */{ (byte) 0xd0, (byte) 0xef, (byte) 0xaa, (byte) 0xfb,0x43, 0x4d, 0x33, (byte) 0x85, 0x45, (byte) 0xf9, 0x02,0x7f, 0x50, 0x3c, (byte) 0x9f, (byte) 0xa8 },/* 7 */{ 0x51, (byte) 0xa3, 0x40, (byte) 0x8f, (byte) 0x92,(byte) 0x9d, 0x38, (byte) 0xf5, (byte) 0xbc,(byte) 0xb6, (byte) 0xda, 0x21, 0x10, (byte) 0xff,(byte) 0xf3, (byte) 0xd2 },/* 8 */{ (byte) 0xcd, 0x0c, 0x13, (byte) 0xec, 0x5f,(byte) 0x97, 0x44, 0x17, (byte) 0xc4, (byte) 0xa7,0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73 },/* 9 */{ 0x60, (byte) 0x81, 0x4f, (byte) 0xdc, 0x22, 0x2a,(byte) 0x90, (byte) 0x88, 0x46, (byte) 0xee,(byte) 0xb8, 0x14, (byte) 0xde, 0x5e, 0x0b, (byte) 0xdb }, /* a */{ (byte) 0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c,(byte) 0xc2, (byte) 0xd3, (byte) 0xac, 0x62,(byte) 0x91, (byte) 0x95, (byte) 0xe4, 0x79 },/* b */{ (byte) 0xe7, (byte) 0xc8, 0x37, 0x6d, (byte) 0x8d,(byte) 0xd5, 0x4e, (byte) 0xa9, 0x6c, 0x56,(byte) 0xf4, (byte) 0xea, 0x65, 0x7a, (byte) 0xae, 0x08 }, /* c */{ (byte) 0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, (byte) 0xa6,(byte) 0xb4, (byte) 0xc6, (byte) 0xe8, (byte) 0xdd,0x74, 0x1f, 0x4b, (byte) 0xbd, (byte) 0x8b, (byte) 0x8a }, /* d */{ 0x70, 0x3e, (byte) 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03,(byte) 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, (byte) 0xb9,(byte) 0x86, (byte) 0xc1, 0x1d, (byte) 0x9e },/* e */{ (byte) 0xe1, (byte) 0xf8, (byte) 0x98, 0x11, 0x69,(byte) 0xd9, (byte) 0x8e, (byte) 0x94, (byte) 0x9b,0x1e, (byte) 0x87, (byte) 0xe9, (byte) 0xce, 0x55,0x28, (byte) 0xdf },/* f */{ (byte) 0x8c, (byte) 0xa1, (byte) 0x89, 0x0d,(byte) 0xbf, (byte) 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41,(byte) 0x99, 0x2d, 0x0f, (byte) 0xb0, 0x54,(byte) 0xbb, 0x16 } };}/*** 生成逆s盒矩阵*/private void BuildInvSbox() {int x, y;this.iSbox = new byte[16][16];for (int i = 0; i < 16; i++) {for (int j = 0; j < 16; j++) {x = (int) ((this.Sbox[i][j] >> 4) & 0x0f);y = (int) (this.Sbox[i][j] & 0x0f);this.iSbox[x][y] = (byte) (16 * i + j);}}}/*** 扩展密钥*/private void KeyExpansion() {this.w = new byte[Nb * (Nr + 1)][4];for (int row = 0; row < Nk; ++row) {this.w[row][0] = this.key[4 * row];this.w[row][1] = this.key[4 * row + 1];this.w[row][2] = this.key[4 * row + 2];this.w[row][3] = this.key[4 * row + 3];}byte[] temp = new byte[Nb];for (int row = Nk; row < Nb * (Nr + 1); ++row) {temp[0] = this.w[row - 1][0];temp[1] = this.w[row - 1][1];temp[2] = this.w[row - 1][2];temp[3] = this.w[row - 1][3];if (row % Nk == 0) {temp = SubWord(RotWord(temp));temp[0] = (byte) (temp[0] ^ this.Rcon[row / Nk][0]);temp[1] = (byte) (temp[1] ^ this.Rcon[row / Nk][1]);temp[2] = (byte) (temp[2] ^ this.Rcon[row / Nk][2]);temp[3] = (byte) (temp[3] ^ this.Rcon[row / Nk][3]);} else if (Nk > 6 && (row % Nk == 4)) {temp = SubWord(temp);}this.w[row][0] = (byte) (this.w[row - Nk][0] ^ temp[0]);this.w[row][1] = (byte) (this.w[row - Nk][1] ^ temp[1]);this.w[row][2] = (byte) (this.w[row - Nk][2] ^ temp[2]);this.w[row][3] = (byte) (this.w[row - Nk][3] ^ temp[3]);}}/*** SubWord方法* @param subWord* @return*/private byte[] SubWord(byte[] subWord) {for (int c = 0; c < subWord.length; ++c) {subWord[c] = this.Sbox[(subWord[c] >> 4) & 0x0f][(subWord[c] & 0x0f)];}return subWord;}/*** RotWord方法* @param rotWord* @return*/private byte[] RotWord(byte[] rotWord) {byte[] temp = rotWord;byte[] b = new byte[4];for (int i = 0; i < 4; i++) {b[i] = temp[(i + 1) % 4];}return b;}/*** 轮密钥加* @param round*/private void AddRoundKey(int round) {for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[r][c] = (byte) (this.State[r][c] ^ w[(round * Nb)+ c][r]);}}}/*** SubBytes方法*/private void SubBytes() {for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[r][c] = this.Sbox[(this.State[r][c] >> 4) &0x0f][(this.State[r][c] & 0x0f)];}}}/*** InvSubBytes方法*/private void InvSubBytes() {for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[r][c] = this.iSbox[(this.State[r][c] >> 4) &0x0f][(this.State[r][c] & 0x0f)];}}}/*** 行移位*/private void ShiftRows() {byte[][] temp = new byte[4][Nb];for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {temp[r][c] = this.State[r][c];}}for (int r = 1; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[r][c] = temp[r][(c + r) % Nb];}}}/*** 逆行移位*/private void InvShiftRows() {byte[][] temp = new byte[4][Nb];for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {temp[r][c] = this.State[r][c];}}for (int r = 1; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[r][c] = temp[r][(c - r + Nb) % Nb];}}}/*** 列混合*/private void MixColumns() {byte[][] temp = new byte[4][Nb];for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {temp[r][c] = this.State[r][c];}}for (int c = 0; c < Nb; ++c) {this.State[0][c] = (byte) (gfmultby02(temp[0][c])^ gfmultby03(temp[1][c]) ^ gfmultby01(temp[2][c]) ^gfmultby01(temp[3][c]));this.State[1][c] = (byte) (gfmultby01(temp[0][c])^ gfmultby02(temp[1][c]) ^ gfmultby03(temp[2][c]) ^gfmultby01(temp[3][c]));this.State[2][c] = (byte) (gfmultby01(temp[0][c]) ^ (gfmultby01(temp[1][c]) ^ gfmultby02(temp[2][c]) ^ gfmultby03(temp[3][c])));this.State[3][c] = (byte) (gfmultby03(temp[0][c])^ gfmultby01(temp[1][c]) ^ (gfmultby01(temp[2][c]) ^gfmultby02(temp[3][c])));}}/*** 逆列混合*/private void InvMixColumns() {byte[][] temp = new byte[4][Nb];for (int r = 0; r < 4; ++r) {for (int c = 0; c < Nb; ++c) {temp[r][c] = this.State[r][c];}}for (int c = 0; c < Nb; c++) {this.State[0][c] = (byte) (gfmultby0e(temp[0][c])^ gfmultby0b(temp[1][c]) ^ gfmultby0d(temp[2][c]) ^gfmultby09(temp[3][c]));this.State[1][c] = (byte) (gfmultby09(temp[0][c])^ gfmultby0e(temp[1][c]) ^ gfmultby0b(temp[2][c]) ^gfmultby0d(temp[3][c]));this.State[2][c] = (byte) (gfmultby0d(temp[0][c]) ^ (gfmultby09(temp[1][c]) ^ gfmultby0e(temp[2][c]) ^ gfmultby0b(temp[3][c])));this.State[3][c] = (byte) (gfmultby0b(temp[0][c])^ gfmultby0d(temp[1][c]) ^ (gfmultby09(temp[2][c]) ^gfmultby0e(temp[3][c])));}}// 有限域GF(28)部分变换private byte gfmultby01(byte b) {return b;}private byte gfmultby02(byte b) {if (((b >> 7) & 0x01) == 0) // !!!!!!!这里比较大小的时候注意符号位return (byte) (b << 1);elsereturn (byte) ((b << 1) ^ (byte) 0x1b);}private byte gfmultby03(byte b) {return (byte) (gfmultby02(b) ^ gfmultby01(b));}private byte gfmultby09(byte b) {return (byte) (gfmultby02(gfmultby02(gfmultby02(b))) ^ gfmultby01(b));}private byte gfmultby0b(byte b) {return (byte) (gfmultby02(gfmultby02(gfmultby02(b))) ^ gfmultby02(b) ^gfmultby01(b));}private byte gfmultby0d(byte b) {return (byte) (gfmultby02(gfmultby02(gfmultby02(b)))^ gfmultby02(gfmultby02(b)) ^ gfmultby01(b));}private byte gfmultby0e(byte b) {return (byte) (gfmultby02(gfmultby02(gfmultby02(b)))^ gfmultby02(gfmultby02(b)) ^ gfmultby02(b));}/*** 加密过程* @param input* @param output*/public void Cipher(byte[] input, byte[] output) {this.State = new byte[4][Nb];for (int i = 0; i < (4 * Nb); i++) {this.State[i / Nb][i % Nb] = input[i];}// 初始化状态矩阵AddRoundKey(0);// 轮密钥加for (int round = 1; round < Nr; ++round) {SubBytes();// S盒变换ShiftRows();// 行移位MixColumns();// 列混合AddRoundKey(round);}SubBytes();// S盒置换ShiftRows();// 行移位AddRoundKey(Nr);// 轮密钥加for (int i = 0; i < (4 * Nb); i++) {output[i] = this.State[i / Nb][i % Nb];}}/*** 解密过程* @param inputs* @param output*/public void Invcipher(byte[] input, byte[] output) {this.State = new byte[4][Nb];for (int i = 0; i < (4 * Nb); ++i) {this.State[i / Nb][i % Nb] = input[i];}// 初始化状态矩阵AddRoundKey(Nr);// 轮密钥加for (int round = Nr - 1; round > 0; round--) {InvShiftRows();// 逆行移位InvSubBytes();// 逆S盒置换AddRoundKey(round);// 轮密钥加InvMixColumns();// 逆列混合}InvShiftRows();// 逆行移位InvSubBytes();// 逆S盒置换AddRoundKey(0);// 轮密钥加for (int i = 0; i < (4 * Nb); ++i) {output[i] = this.State[i / Nb][i % Nb];}// 输出结果}}*************************AesCipherAndInvCipher.java**************** package AES;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.security.InvalidKeyException;/*** 辅助类处理明文字符输入字节数不匹配等问题*/public class AesCipherAndInvCipher {byte[] key;// 密钥private byte[] pt;// 明文字节数组private byte[] ct;private int mode;private int Nb = 0;private int dataLength;private int blockSize = 4;// 分组大小32位,4bytespublic AesCipherAndInvCipher(byte[] kb) {this.key = kb;}/*** 加密* @param kb* @param plainText* @return加密后密文字节数组*/private byte[] Eecrypt(String plainText, byte[] kb)throws InvalidKeyException {try {pt = plainText.getBytes("UTF-8");// 获取明文字节数组} catch (UnsupportedEncodingException e) {System.out.println("不支持的编码类型!");e.printStackTrace();}dataLength = pt.length;mode = dataLength % blockSize;// 判断明文数组长度是否与分组长度匹配ct = new byte[mode == 0 ? pt.length : dataLength / blockSize * 4 + 32];// 密文字节数组Nb = dataLength / blockSize;Aes a1 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, Nb);Aes a2 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, 4);Aes a3 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, 4);if (mode == 0) {a1.Cipher(pt, ct);} else {byte[] b1 = new byte[blockSize * Nb];// 匹配的部分byte[] b2 = new byte[16];// 剩余部分byte[] b3 = new byte[16];// 存明文长度byte[] c1 = new byte[b1.length];byte[] c2 = new byte[b2.length];byte[] c3 = new byte[b3.length];System.arraycopy(pt, 0, b1, 0, b1.length);System.arraycopy(pt, Nb * blockSize, b2, 0, mode);b3 = intToByteArray(dataLength);a1.Cipher(b1, c1);a2.Cipher(b2, c2);a3.Cipher(b3, c3);System.arraycopy(c1, 0, ct, 0, c1.length);System.arraycopy(c2, 0, ct, b1.length, c2.length);System.arraycopy(c3, 0, ct, b1.length + b2.length, c3.length);}return ct;}public byte[] EecryptToBytes(String plainText, byte[] kb)throws InvalidKeyException {byte[] ct = Eecrypt(plainText, kb);return ct;}public String EecryptToString(String plainText, byte[] kb)throws InvalidKeyException {byte[] ct = Eecrypt(plainText, kb);return BytesToString(ct);}/*** 解密*/public String Decrypt(byte[] ct, byte[] kb) {String s = "";if (mode == 0) {byte[] output = new byte[dataLength];Aes a = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, Nb);a.Invcipher(ct, output);try {s = new String(output, "UTF-8");System.out.println("解密:" + s);} catch (UnsupportedEncodingException e) {System.out.println("不支持的编码格式!");e.printStackTrace();}} else {byte[] length = new byte[16];byte[] plainText1 = new byte[ct.length - 32];byte[] plainText2 = new byte[16];Aes a1 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, Nb);Aes a2 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, 4);Aes a3 = new Aes(KEYSIZE.Bit128, kb, 4);byte[] c1 = new byte[ct.length - 32];byte[] c2 = new byte[16];byte[] c3 = new byte[16];System.arraycopy(ct, ct.length - 16, c3, 0, c3.length);System.arraycopy(ct, ct.length - 32, c2, 0, c2.length);System.arraycopy(ct, 0, c1, 0, Nb * blockSize);a3.Invcipher(c3, length);// 解密明文字节数组长度a2.Invcipher(c2, plainText2);// 解密剩余的部分a1.Invcipher(c1, plainText1);// 解密匹配的部分int length1 = byteArrayToInt(length);byte[] output = new byte[length1];System.arraycopy(plainText1, 0, output, 0, plainText1.length);System.arraycopy(plainText2, 0, output, plainText1.length, length1 - plainText1.length);try {s = new String(output, "UTF-8");System.out.println("解密后明文:" + s);} catch (UnsupportedEncodingException e) {System.out.println("不支持的编码格式!");e.printStackTrace();}}return s;}public String Decrypt(String cryptText, byte[] kb) {byte[] ct = StringToBytes(cryptText);return Decrypt(ct, kb);}public String Decrypt(Byte[] ct, byte[] kb) {return Decrypt(ct, kb);}/*** int转化为Byte数组** @param value* @return*/private static byte[] intToByteArray(int value) {byte[] b = new byte[16];for (int i = 0; i < 4; i++) {int offset = (b.length - 1 - i) * 8;b[i] = (byte) ((value >>> offset) & 0xFF);}for (int i = 4; i < 16; i++) {b[i] = 0;}return b;}/*** byte数组转化为int** @param b* @return*/private static final int byteArrayToInt(byte[] b) {byte[] b1 = new byte[4];System.arraycopy(b, 0, b1, 0, 4);return (b1[0] << 24) + ((b1[1] & 0xFF) << 16) + ((b1[2] & 0xFF) << 8) + (b1[3] & 0xFF);}/*** 显示字节数组** @param b*/public static void DisplayAsBytes(byte[] b) {for (int i = 0; i < b.length; i++) {String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}System.out.print(hex.toUpperCase() + " ");}System.out.println();}private static String BytesToString(byte[] b) {String s = "";for (int i = 0; i < b.length; i++) {String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}s += hex;}return s;}private static byte[] StringToBytes(String cryptText) { byte[] b = new byte[cryptText.length() / 2];int[] a = new int[cryptText.length()];for (int i = 0; i < cryptText.length(); ++i) {String s = cryptText.substring(i, i + 1);if (s.equals("a"))a[i] = 10;else if (s.equals("b"))a[i] = 11;else if (s.equals("c"))a[i] = 12;else if (s.equals("d"))a[i] = 13;else if (s.equals("e"))a[i] = 14;else if (s.equals("f"))a[i] = 15;elsea[i] = Integer.valueOf(s);}for (int i = 0; i < cryptText.length() / 2; i++) {b[i] = (byte) (a[2 * i] * 16 + a[2 * i + 1]);}return b;}}*************************generateKey.java********************** package AES;import java.io.UnsupportedEncodingException;import java.security.InvalidKeyException;import java.util.Random;public class generateKey {private static byte[] key;/*** 随机生成key* @param keySize* @return* @throws InvalidKeyException*/public static byte[] generateRandomKey(int keySize)throws InvalidKeyException {if (keySize == KEYSIZE.Bit128 | keySize == KEYSIZE.Bit192| keySize == KEYSIZE.Bit256) {key = new byte[keySize / 8];for (int i = 0; i < keySize / 8; i++) {Random r = new Random();int tempByte = r.nextInt() * 255;key[i] = (byte) tempByte;}return key;} else {throw new InvalidKeyException("密钥长度错误,正确长度为128,192或者256位!");}}/*** 根据字符串生成key* @param keyStr* @return*/public static byte[] generateKeyFromString(String keyStr) {byte[] tempkey = null;try {tempkey = keyStr.getBytes("UTF-8");} catch (UnsupportedEncodingException e) {System.out.println("不支持的编码类型!");e.printStackTrace();}if (tempkey.length < 128) {key = new byte[16];byte lastByte = tempkey[tempkey.length - 1];for (int i = tempkey.length; i < 16; i++) {key[i] = gfmultby02(lastByte);lastByte = key[i - 1];}} else if (tempkey.length > 128 && tempkey.length < 192) {key = new byte[24];byte lastByte = tempkey[tempkey.length - 1];for (int i = tempkey.length; i < 24; i++) {key[i] = gfmultby02(lastByte);lastByte = key[i - 1];}} else if (tempkey.length > 192 && tempkey.length < 256) {key = new byte[32];byte lastByte = tempkey[tempkey.length - 1];for (int i = tempkey.length; i < 32; i++) {key[i] = gfmultby02(lastByte);lastByte = key[i - 1];}} else if (tempkey.length > 256) {key = new byte[32];System.arraycopy(tempkey, 0, key, 0, 32);} else {key = tempkey;}return key;}public int getKeyLength() {return key.length;}private static byte gfmultby02(byte b) {if (((b >> 7) & 0x01) == 0) // !!!!!!!这里比较大小的时候注意符号位return (byte) (b << 1);elsereturn (byte) ((b << 1) ^ (byte) 0x1b);// 消除符号位可以用b&0xff}}*************************KEYSIZE.java*************************package AES;/*** 密钥长度** @author卢富毓*/public class KEYSIZE {public static final int Bit128 = 128;// 128位public static final int Bit192 = 192;// 192位public static final int Bit256 = 256;// 256位}*************************testAes.java*************************package AES;import java.security.InvalidKeyException;public class testAes {public static void main(String[] args) {byte[] plainText = new byte[] { 0x11, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55,0x66, 0x77, (byte) 0x88, (byte) 0x99, (byte) 0xaa, (byte) 0xbb,(byte) 0xcc, (byte) 0xdd, (byte) 0xee, (byte) 0xff, 0x00, 0x11,// 0x22,// 0x33,0x44,// 0x55,0x66, 0x77 };// 明文byte[] cipherText = new byte[20];byte[] decipheredText = new byte[20];byte[] keyBytes = null;try {keyBytes = generateKey.generateKeyFromString("AES1wrwe2432v112wwwwwwwwwwwwwwwwwwww@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww34@#%$1234fffffffffffffffffffffff");} catch (Exception e1) {// TODO Auto-generated catch blocke1.printStackTrace();}Aes a = new Aes(KEYSIZE.Bit192, keyBytes, 5);System.out.println("***********************测试1****************************");byte[] key1 = null;try {key1 = generateKey.generateRandomKey(KEYSIZE.Bit128);} catch (InvalidKeyException e1) {e1.printStackTrace();}AesCipherAndInvCipher aes = new AesCipherAndInvCipher(key1);byte[] dt = null;String ss = null;try {dt = new byte[16];dt = aes.EecryptToBytes("AES11212121212121", keyBytes);ss = aes.EecryptToString("AES1wrwe2432v1343", keyBytes);System.out.println("明文1:AES11212121212121");System.out.println("明文2:AES1wrwe2432v1343");System.out.println("字节式加密,密文:" + new String(dt));System.out.println("字符串式加密,密文:" + ss);} catch (InvalidKeyException e) {e.printStackTrace();}aes.Decrypt(dt, keyBytes);aes.Decrypt(ss, keyBytes);System.out.println("\n*************************测试2*****************************");AesCipherAndInvCipher aes1 = new AesCipherAndInvCipher(key1);byte[] dt1 = null;try {// dt = new byte[16];String plainText1 = "uuid=FSFASW24S-0342-FEW3-3F33-F44F2SE523432D";dt1 = aes1.EecryptToBytes(plainText1, keyBytes);System.out.println("明文:" + plainText1);System.out.println("字节式加密,密文:" + new String(dt1));} catch (InvalidKeyException e) {e.printStackTrace();}aes1.Decrypt(dt1, keyBytes);}/*** 显示16进制* @param b*/public static void DisplayAsBytes(byte[] b) {for (int i = 0; i < b.length; i++) {String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}System.out.print(hex.toUpperCase() + " ");}System.out.println();}}。