AES加密算法实验报告

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aes实验报告

aes实验报告AES实验报告引言：AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于保护敏感数据的安全传输和存储。

本实验旨在探究AES算法的原理和应用，并通过实验验证其加密和解密的效果。

一、AES算法的原理AES算法是一种分组密码算法，将明文分成固定长度的数据块，并通过一系列的加密和解密操作来保护数据的机密性。

AES算法的核心是轮函数，它通过一系列的轮变换来对数据进行加密和解密。

二、实验准备1. 实验环境搭建：在计算机上安装支持AES算法的编程环境，如Python或Java。

2. 实验材料准备：准备一些测试用的明文和密钥，以及相应的加密和解密结果。

三、AES算法的加密过程1. 密钥扩展：AES算法需要对输入的密钥进行扩展，生成一系列的轮密钥。

这些轮密钥用于后续的加密和解密操作。

2. 初始轮：将明文与第一轮密钥进行异或运算。

3. 轮变换：AES算法中的轮变换包括字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加。

这些变换操作按照一定的顺序进行，每一轮都会产生一个新的加密结果。

4. 最终轮：在最后一轮中，省略列混淆操作，并将结果与最后一轮密钥进行异或运算。

四、实验步骤1. 选择一组明文和密钥作为输入数据。

2. 使用AES算法对明文进行加密，得到密文。

3. 使用相同的密钥对密文进行解密，得到还原的明文。

4. 比较还原的明文与原始明文是否一致，验证AES算法的正确性。

五、实验结果与分析在实验中，我们选择了一组明文和密钥进行加密和解密操作。

经过实验，我们成功地得到了相应的密文和还原的明文，并与原始明文进行了比较。

结果显示，还原的明文与原始明文完全一致，证明了AES算法的正确性和可靠性。

六、AES算法的应用AES算法在现代密码学中被广泛应用于数据的加密和解密过程。

它可以用于保护敏感数据的安全传输和存储，如网络通信、文件加密和数据库加密等领域。

AES算法具有高度的安全性和可靠性，被认为是目前最强大的对称加密算法之一。

现代密码学实验报告(DES-AES-RSA)

答：分组比较短、密钥太短、密码生命周期短、运算速度较慢。采用替代和置换的方法简单有效地遵循了香农定理，替代操作通过S盒达到了混淆效果，置换操作通过P盒扩散效果。
2.AES算法的基本原理和特点。
答：AES加密数据块分组长度必须为128比特，密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个（如果数据块及密钥长度不足时，会补齐）。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：1、密钥扩展（KeyExpansion），2、初始轮（Initial Round），3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。
//s7
4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12,
//s6
12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13,
static void s_func(bool out[32],const bool in[48]);
//s盒代替
//变换
static void transform(bool *out, bool *in, const char *table, int len);

AES加密算法实验报告

实验报告学号：姓名：专业：班级：第 10 周static void SubBytes(unsigned char p[16]);static void inSubBytes(unsigned char p[16]);static void ShiftRows(unsigned char e[]);static void inShiftRows(unsigned char e[]);static void MatrixToByte(unsigned char e[]);static void inMatrixToByte(unsigned char e[]);static unsigned char FFmul(unsigned char a, unsigned char b);static void KeyAdding(unsigned char state[16], unsigned char k[][4]);static void KeyExpansion(unsigned char* key, unsigned char w[][4][4]);~plaintext();private:};#include""using namespace std;static unsigned char sBox[] = {};/定义加密S盒/unsigned char insBox[256] ={};//定义解密S盒plaintext::plaintext(){}void plaintext::createplaintext(unsigned char a[])//创建明文{int i = 0;unsigned int p[16];for (int j = 0; j<200; j++){if (a[j] == 0){break;}}for (; i<16; i++){p[i] = a[i];a[i] = a[i + 16];}}void plaintext::SubBytes(unsigned char p[16])//字节变换函数{unsigned char b[16];for (int i = 0; i<16; i++){b[i] = sBox[(int)p[i]];}}void plaintext::inSubBytes(unsigned char p[16])//逆字节变换函数{unsigned char b[16];for (int i = 0; i<16; i++){b[i] = insBox[(int)p[i]];}}void plaintext::ShiftRows(unsigned char e[])//行移位变换函数{unsigned char t[4];for (int i = 1; i<4; i++){for (int x = 0; x<4; x++)t[x] = e[x + i * 4];for (int y = 0; y<4; y++)e[(y + 4 - i) % 4 + i * 4] = t[y];}}void plaintext::inShiftRows(unsigned char e[])//逆行移位变换函数{unsigned char t[4];for (int i = 1; i<4; i++){for (int x = 0; x<4; x++)t[x] = e[x + i * 4];for (int y = 0; y<4; y++)e[(y + i) % 4 + i * 4] = t[y];}}void plaintext::MatrixToByte(unsigned char e[])//列混合变换函数{unsigned char t[4];int r, c;for (c = 0; c< 4; c++){for (r = 0; r<4; r++){t[r] = e[r * 4 + c];}for (r = 0; r<4; r++){e[r * 4 + c] = FFmul(0x02, t[r])^ FFmul(0x03, t[(r + 1) % 4])^ FFmul(0x01, t[(r + 2) % 4])^ FFmul(0x01, t[(r + 3) % 4]);}}}void plaintext::inMatrixToByte(unsigned char e[])//逆列混合变换函数{unsigned char t[4];int r, c;for (c = 0; c< 4; c++){for (r = 0; r<4; r++){t[r] = e[r * 4 + c];}for (r = 0; r<4; r++){e[r * 4 + c] = FFmul(0x0e, t[r])^ FFmul(0x0b, t[(r + 1) % 4])^ FFmul(0x0d, t[(r + 2) % 4])^ FFmul(0x09, t[(r + 3) % 4]);}}}unsigned char plaintext::FFmul(unsigned char a, unsigned char b){unsigned char bw[4];unsigned char res = 0;int i;bw[0] = b;for (i = 1; i<4; i++){bw[i] = bw[i - 1] << 1;if (bw[i - 1] & 0x80){bw[i] ^= 0x1b;}}for (i = 0; i<4; i++){if ((a >> i) & 0x01){res ^= bw[i];}}return res;}void plaintext::KeyAdding(unsigned char state[16], unsigned char k[][4])//轮密钥加{int r, c;for (c = 0; c<4; c++){for (r = 0; r<4; r++){state[r + c * 4] ^= k[r][c];}}}void plaintext::KeyExpansion(unsigned char* key, unsigned char w[][4][4])//密钥扩展{int i, j, r, c;unsigned char rc[] = { 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36 };for (r = 0; r<4; r++){for (c = 0; c<4; c++){w[0][r][c] = key[r + c * 4];}}for (i = 1; i <= 10; i++){for (j = 0; j<4; j++){unsigned char t[4];for (r = 0; r<4; r++){t[r] = j ? w[i][r][j - 1] : w[i - 1][r][3];}if (j == 0){unsigned char temp = t[0];for (r = 0; r<3; r++){t[r] = sBox[t[(r + 1) % 4]];}t[3] = sBox[temp];t[0] ^= rc[i - 1];}for (r = 0; r<4; r++){w[i][r][j] = w[i - 1][r][j] ^ t[r];}}}}plaintext::~plaintext(){}#include<iostream>#include<>#include<>//使用文件选取功能#include""using namespace std;unsigned char w[11][4][4] = { 0 };int len = 0;//图片每行需要加密的长度void Cipher();//加密图片void inCipher();//解密图片void Cipher(unsigned char a[]){unsigned char b[16];for (int i = 0; i < (len / 16); i++){for (int j = 0; j<16; j++)b[j] = a[j + i * 16];plaintext::KeyAdding(b, w[0]);for (int n = 1; n <= 10; n++){plaintext::SubBytes(b);plaintext::ShiftRows(b);if (n != 10)plaintext::MatrixToByte(b);plaintext::KeyAdding(b, w[n]);}for (int m = 0; m<16; m++)a[m + i * 16] = b[m];}}void inCipher(unsigned char a[]){unsigned char b[16];for (int i = 0; i < (len / 16) ; i++){for (int j = 0; j<16; j++){b[j] = a[j + i * 16];}plaintext::KeyAdding(b, w[10]);for (int n = 9; n >= 0; n--){plaintext::inShiftRows(b);plaintext::inSubBytes(b);plaintext::KeyAdding(b, w[n]);if (n)plaintext::inMatrixToByte(b);}for (int m = 0; m<16; m++)a[m + i * 16] = b[m];}}bool ImageCopy(const CImage &srcImage, CImage &destImage) {int i, j;//循环变量if ())return FALSE;//源图像参数BYTE* srcPtr = (BYTE*)();int srcBitsCount = ();int srcWidth = ();int srcHeight = ();int srcPitch = ();//销毁原有图像if (!()){();}//创建新图像if (srcBitsCount == 32) //支持alpha通道{(srcWidth, srcHeight, srcBitsCount, 1);}else{(srcWidth, srcHeight, srcBitsCount, 0);}BYTE *destPtr = (BYTE*)();int destPitch = ();len=abs(srcPitch);for (int i = 0; i<srcHeight; i++)Cipher(srcPtr + i*srcPitch);//复制图像数据for (i = 0; i<srcHeight; i++){memcpy(destPtr + i*destPitch, srcPtr + i*srcPitch, abs(srcPitch));}return TRUE;}bool inImageCopy(const CImage &srcImage, CImage &destImage){int i, j;//循环变量if ())return FALSE;//源图像参数BYTE* srcPtr = (BYTE*)();int srcBitsCount = ();int srcWidth = ();int srcHeight = ();int srcPitch = ();//销毁原有图像if (!()){();}//创建新图像if (srcBitsCount == 32) //支持alpha通道{(srcWidth, srcHeight, srcBitsCount, 1);}else{(srcWidth, srcHeight, srcBitsCount, 0);}BYTE *destPtr = (BYTE*)();int destPitch = ();len = abs(srcPitch);for (int i = 0; i<srcHeight; i++)inCipher(srcPtr + i*srcPitch);//复制图像数据for (i = 0; i<srcHeight; i++){memcpy(destPtr + i*destPitch, srcPtr + i*srcPitch, abs(srcPitch));}return TRUE;}int main(){unsigned char key[16] = {//固定密钥0x77, 0x59, 0xc5, 0xa4,0x55, 0x90, 0xa4, 0xa3,0xb2, 0xcc, 0x01, 0xa9,0xcb, 0xac, 0x77, 0x23 };plaintext::KeyExpansion(key, w);TCHAR szBuffer[MAX_PATH] = { 0 };//使用文件选取功能OPENFILENAME ofn = { 0 };= sizeof(ofn);// = m_hWnd;= _T("");//要选择的文件后缀= _T("D:\\");//默认的文件路径= szBuffer;//存放文件的缓冲区= sizeof(szBuffer) / sizeof(*szBuffer);= 0;= OFN_PATHMUSTEXIST | OFN_FILEMUSTEXIST | OFN_EXPLORER;//标志如果是多选要加上OFN_ALLOWMULTISELECTBOOL bSel = GetOpenFileName(&ofn);CImage image, image2, image3;//读取图片(szBuffer);。

AES加密解密实验报告

AES加密解密实验报告实验目的：了解和学习AES加密算法的原理和实现过程，掌握AES加密解密的方法。

实验原理：AES（Advanced Encryption Standard）高级加密标准，是一种对称加密算法，使用相同的密钥进行加密和解密。

AES加密算法使用数学运算和逻辑操作混合的方式，通过多轮迭代和替代、逆替代、置换等步骤，对数据进行加密和解密操作。

实验材料和方法：材料：计算机、Python编程环境。

方法：通过Python编程环境调用AES库函数，进行AES加密解密实验。

实验步骤：1. 导入AES库函数：在Python编程环境中，导入AES的库函数。

```pythonfrom Crypto.Cipher import AESfrom Crypto.Random import get_random_bytes```2. 生成随机密钥：使用get_random_bytes(函数生成一个长度为16字节的随机密钥。

```pythonkey = get_random_bytes(16)```3. 实例化AES加密对象：使用AES.new(函数，传入随机密钥和加密模式“AES.MODE_ECB”创建AES加密对象。

```pythoncipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)```4. 加密数据：使用encrypt(函数，传入要加密的数据进行加密操作。

```pythonmessage = "This is a secret message.".encodeciphertext = cipher.encrypt(message)```5. 解密数据：使用decrypt(函数，传入密文进行解密操作。

```pythonplaintext = cipher.decrypt(ciphertext)```6. 打印加密和解密结果：使用print(函数，打印加密前后和解密后的数据。

现代密码算法实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解现代密码学的基本原理和数论基础知识；2. 掌握非对称密码体制的著名代表RSA加密算法的工作原理和流程；3. 设计实现一个简单的密钥系统；4. 掌握常用加密算法AES和DES的原理及实现。

二、实验内容1. RSA加密算法实验2. AES加密算法实验3. DES加密算法实验三、实验原理1. RSA加密算法RSA算法是一种非对称加密算法，由罗纳德·李维斯特、阿迪·沙米尔和伦纳德·阿德曼三位密码学家于1977年提出。

其基本原理是选择两个大质数p和q，计算它们的乘积n=pq，并计算欧拉函数φ(n)=(p-1)(q-1)。

选择一个整数e，满足1<e<φ(n)且e与φ(n)互质。

计算e关于φ(n)的模逆元d。

公开密钥为(e,n)，私有密钥为(d,n)。

加密过程为C=Me mod n，解密过程为M=Cd mod n。

2. AES加密算法AES（Advanced Encryption Standard）是一种分组加密算法，采用128位分组大小和128、192或256位密钥长度。

AES算法主要分为四个阶段：初始轮、密钥扩展、中间轮和最终轮。

每个轮包括字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加。

3. DES加密算法DES（Data Encryption Standard）是一种分组加密算法，采用64位分组大小和56位密钥长度。

DES算法主要分为16轮，每轮包括置换、置换-置换、S盒替换和密钥加。

四、实验步骤及内容1. RSA加密算法实验（1）选择两个大质数p和q，计算n=pq和φ(n)=(p-1)(q-1)；（2）选择一个整数e，满足1<e<φ(n)且e与φ(n)互质，计算e关于φ(n)的模逆元d；（3）生成公开密钥(e,n)和私有密钥(d,n)；（4）用公钥对明文进行加密，用私钥对密文进行解密。

2. AES加密算法实验（1）选择一个128、192或256位密钥；（2）初始化初始轮密钥；（3）进行16轮加密操作，包括字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加；（4）输出加密后的密文。

AES加密算法实践

AES加密算法实践AES（Advanced Encryption Standard）是一种常用的对称加密算法，广泛应用于各种信息安全领域。

本文将介绍AES加密算法的原理，以及如何在实践中使用AES进行数据加密和解密。

一、AES加密算法简介1.1 原理概述AES加密算法是基于Rijndael算法设计的，它采用128位的分组长度和128、192或256位的密钥长度，通过多轮的替代、置换和混合运算实现对数据的加密。

AES算法具有高度的安全性和良好的性能，成为了现代加密领域的事实标准。

1.2 加密和解密过程AES加密算法涉及两个关键过程：加密和解密。

加密过程将明文进行分组并经过多轮的操作得到加密后的密文；解密过程则是将密文逆转操作得到原始的明文。

二、AES加密算法实践步骤为了演示AES加密算法的实践应用，我们将以Python编程语言为例，介绍使用AES算法进行数据加密和解密的步骤。

2.1 安装所需库首先，确保计算机上已经安装了Python编程环境。

然后，通过pip安装pycryptodome库，它提供了AES算法的实现。

2.2 密钥生成在使用AES进行加密和解密之前，需要生成一个密钥。

密钥的长度可以是128、192或256位，根据实际需求确定。

2.3 数据分组将待加密的数据按照128位进行分组。

如果数据长度不足128位，需要进行填充。

2.4 加密过程使用生成的密钥对数据进行加密。

AES算法采用多轮的替代、置换和混合运算来实现加密过程。

2.5 解密过程使用相同的密钥对加密后的数据进行解密。

解密过程是加密过程的逆向操作，通过逆转多轮的替代、置换和混合运算来还原原始数据。

三、AES加密算法应用场景AES加密算法在信息安全领域有广泛的应用，下面将介绍一些常见的应用场景。

3.1 数据传输安全在网络通信和数据传输过程中，使用AES加密算法可以保证数据的机密性，防止敏感信息被窃取或篡改。

3.2 存储数据加密对于需要长期存储的敏感数据，可以使用AES加密算法对其进行加密，从而确保在数据泄露的情况下，被获取的数据无法被解读。

实验13.2AES对称加密实验

实验13.2AES对称加密实验1．实验目的随着Internet网的广泛应用，信息安全问题日益突出，以数据加密技术为核心的信息安全技术也得到了极大的发展。

最常用的对称密码算法是数据加密标准（DES）算法，但是由于DES密钥长度较短，已经不适合当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。

目前，一种新的基于Rijndael算法对称高级数据加密标准AES取代了数据加密标准DES。

通过本次实验加深对称加密算法机制的认识，进一步了解AES加密算法相关内容，可以读源码并试着调试一下程序，这会有助于加深对编程的认识。

2．实验原理美国国家标准和技术研究所（NIST）经过三轮候选算法筛选，从众多的分组密码中选中Rijndael算法作为高级加密标准（AES）。

Rijndael密码是一个迭代型分组密码，其分组长度和密码长度都是可变的，分组长度和密码长度可以独立的指定为128比特，192比特或者256比特。

AES的加密算法的数据处理单位是字节，128位的比特信息被分成16个字节，按顺序复制到一个4*4的矩阵中，称为状态（state），AES的所有变换都是基于状态矩阵的变换。

用Nr表示对一个数据分组加密的轮数。

在轮函数的每一轮迭代中，包括四步变换，分别是字节代换运算(ByteSub())、行变换(ShiftRows())、列混合(MixColumns())以及轮密钥的添加变换AddRoundKey()，其作用就是通过重复简单的非线形变换、混合函数变换，将字节代换运算产生的非线性扩散，达到充分的混合，在每轮迭代中引入不同的密钥，从而实现加密的有效性。

3．实验工具AES 加密算法演示程序：用来演示AES对字符串以及文件的加密及解密的过程。

（该程序来源于互联网，基于Delphi开发）4．实验环境Windows XP操作系统，1G以上CPU，256以上内存，单机操作。

（也可网络操作，进行加密和解密。

）5．实验步骤运行AES加密算法演示程序，出现如图：2、各部分作用如下图：图1字符串加/解密过程演示a)先输入加密密钥，密钥的不同将会直接影响加密的结果。

AES算法实验报告

实验报告姓名：XXXXXXX学号：XXXXXXXXXX班级：XXXXXXXXX日期：2013/12/*题目：AES算法实验一、实验环境1．硬件配置：处理器：Inter(R)Core(TM)*******************(4CPUs),~2.4GHz内存：2048MB RAM2．使用软件：(1) 操作系统：win7 旗舰版(2) 软件工具：Microsoft Visual c++ 6.0二、实验涉及的相关概念或基本原理AES 是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。

明确地说，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。

Figure 1 显示了 AES 用192位密钥对一个16位字节数据块进行加密和解密的情形。

对称密码算法根据对明文消息加密方式的不同可分为两大类 ,即分组密码和流密码。

分组密码将消息分为固定长度的分组 ,输出的密文分组通常与输入的明文分组长度相同。

AES 算法属于分组密码算法 ,它的输入分组、输出分组以及加/ 解密过程中的中间分组都是 128比特。

密钥的长度 K为 128,192或 256 比特。

用 Nk=4,6,8 代表密钥串的字数 ( 1 字 =32 比特) ,在本文编制的程序中由用户选定。

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见表 1) 。

每一轮都需要一个和输入分组具有同样长度 ( 128 比特) 的扩展密钥Ke的参与。

由于外部输入的加密密钥 K 长度有限 ,所以在 AES 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 ,以生成各轮的加密密钥。

AES加密解密实验报告

信息安全工程课程实验报告AES加密解密的实现课程名称：信息安全工程学生姓名：***学生学号： **********专业班级：系统工程2038班任课教师：***2012年11月22日目录1．背景 (1)1.1 Rijndael密码的设计标准： (1)1.2 设计思想 (1)2.系统设计 (2)2.1系统主要目标 (2)2.2功能模块与系统结构 (2)2.2.1字节替换SubByte (2)2.2.2行移位ShiftRow (2)2.2.3 列混合MixColumn (3)2.2.4 轮密钥加AddRoundKey (4)2.2.5 逆字节替换 (4)2.2.6逆行移位InvShiftRow (4)2.2.7 逆列混淆 (4)3 加密模式 (5)3.1 电子密码本ECB模式 (5)3.2加密块链模式CBC模式 (6)4 系统功能程序设计 (8)4.1基本加密部分 (8)4.1.1字节替换 (8)4.1.2行移位 (8)4.1.3列混合 (9)4.1.4轮密钥加 (9)4.1.5密钥扩展 (10)4.1.6逆字节替换 (11)4.1.7逆行移位 (11)4.1.8逆列混合 (12)4.1.9加密 (12)4.1.10解密 (13)5 实验结果 (14)5.1 需要加密文件 (14)5.2 实验加密解密结果 (15)6 参考资料 (16)1．背景AES，密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael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DES，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2002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。

aes 实验报告

aes 实验报告AES实验报告1. 引言AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于各种领域中的数据保护和安全通信。

本实验旨在通过实际操作，深入了解AES算法的原理和应用。

2. 实验目的2.1 理解AES算法的基本原理；2.2 掌握AES算法的加密和解密过程；2.3 通过实验验证AES算法的安全性和效率。

3. 实验环境本实验使用的环境为Python编程语言和相关的密码学库。

4. 实验步骤4.1 密钥生成AES算法使用的密钥长度可以是128位、192位或256位。

在本实验中，我们选择128位密钥长度。

首先，通过随机数生成器生成一个128位的密钥。

4.2 加密过程4.2.1 分组将待加密的明文按照128位分组，如果最后一个分组不足128位，则需要进行填充。

4.2.2 轮密钥扩展AES算法使用了多轮加密，每一轮都需要使用不同的轮密钥。

通过密钥扩展算法，将初始密钥扩展为多个轮密钥。

4.2.3 轮函数AES算法的核心是轮函数，它包括字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加四个步骤。

这些步骤在每一轮中都会被执行。

4.2.4 轮数循环根据密钥长度的不同，AES算法的轮数也不同。

在本实验中，我们选择10轮加密。

4.2.5 输出密文经过多轮加密后，得到最终的密文。

4.3 解密过程解密过程与加密过程相似，只是在轮密钥的使用上有所不同。

解密过程需要使用逆向的轮密钥。

5. 实验结果与分析通过实验，我们得到了AES算法对明文进行加密和解密的结果。

经过比对，我们可以验证加密和解密的正确性。

同时，我们还可以通过实验数据分析AES算法的安全性和效率。

6. 实验结论AES算法是一种安全可靠的对称加密算法，能够有效地保护数据的机密性。

通过本实验，我们深入了解了AES算法的原理和应用，并且掌握了AES算法的加密和解密过程。

7. 实验总结通过本次实验，我们不仅学习了AES算法的基本原理和应用，还通过实际操作加深了对该算法的理解。

aes算法实验报告

aes算法实验报告AES 算法实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入研究和理解高级加密标准（AES）算法的工作原理、加密和解密过程，并通过实际编程实现来验证其安全性和有效性。

二、实验原理AES 算法是一种对称加密算法，它使用了分组密码的结构，将明文分成固定长度的分组进行处理。

AES 支持 128、192 和 256 位三种密钥长度，对应的分组长度均为 128 位。

AES 算法的核心是轮函数，包括字节替换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和轮密钥加（AddRoundKey）四个操作。

经过多次轮函数的迭代，实现对明文的加密。

字节替换操作是一个非线性的字节替换，通过一个固定的 S 盒进行替换。

行移位操作是将矩阵中的每行进行循环移位。

列混淆操作是对矩阵中的每列进行线性变换。

轮密钥加操作是将轮密钥与当前状态进行异或运算。

三、实验环境编程语言：Python相关库：pycryptodome操作系统：Windows 10四、实验步骤1、导入所需的库｀｀｀pythonfrom CryptoCipher import AESfrom CryptoUtilPadding import pad, unpad ｀｀｀2、定义加密和解密函数｀｀｀pythondef encrypt_aes(message, key)：cipher ＝ AESnew(key, AESMODE_ECB) padded_message ＝ pad(message, AESblock_size) ciphertext ＝ cipherencrypt(padded_message) return ciphertextdef decrypt_aes(ciphertext, key)：cipher ＝ AESnew(key, AESMODE_ECB)plaintext ＝ cipherdecrypt(ciphertext)unpadded_plaintext ＝ unpad(plaintext, AESblock_size) return unpadded_plaintext｀｀｀3、生成密钥｀｀｀pythonkey ＝ b'secretkey123456' 16 字节的密钥｀｀｀4、明文输入｀｀｀pythonmessage ＝ b'This is a secret message'｀｀｀5、加密过程｀｀｀pythonciphertext ＝ encrypt_aes(message, key)print(＂加密后的密文：＂， ciphertext)｀｀｀6、解密过程｀｀｀pythondecrypted_message ＝ decrypt_aes(ciphertext, key)print(＂解密后的明文：＂， decrypted_message)｀｀｀五、实验结果与分析通过实验，成功对输入的明文进行了 AES 加密，并能够正确解密得到原始明文。

AES加密算法实验报告

AES加密算法实验报告AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，用于保护数据的机密性和完整性。

它是由美国国家标准与技术研究所（NIST）于2001年选定的替代算法，用于替代旧有的DES（Data Encryption Standard）算法。

AES算法的设计目标是提供高安全性以及高效率的加密和解密速度。

AES算法采用分组密码的方式，将明文按照固定大小（128比特）进行分组，然后对每个分组进行加密。

密钥长度可以选择128、192或256比特，不同的密钥长度对应着不同的加密强度。

其中，128比特密钥长度适用于大部分的安全应用，而192和256比特密钥长度适用于更高级别的安全应用。

AES算法的加密和解密过程有以下四个步骤：1. 字节代换（SubBytes）：将每个输入字节替换为固定的对应字节，通过查找S盒表中的元素实现。

这一步骤主要用于消除明文的统计性质，增加密码的复杂性。

2. 行移位（ShiftRows）：按照特定规则对每个分组中的字节进行循环移位。

这一步骤可以增加明文的扩散性质，增强密码的混淆效果。

3. 列混淆（MixColumns）：对每个分组的列进行线性变换。

该变换采用矩阵乘法的方式，通过与固定矩阵的乘法操作实现。

这一步骤可以增加密码的扩散和混淆效果。

4. 轮密钥加（AddRoundKey）：将每个分组与轮密钥进行异或操作。

轮密钥是由主密钥派生出来的，用于对每个分组进行不同轮数的加密。

这一步骤可以将密钥的信息混合到每个分组中。

AES算法通过多轮的加密和解密操作，将明文转化为密文，或将密文转化为明文。

每轮加密和解密操作都会使用不同的轮密钥，并对明文或密文进行不同的变换操作。

这样可以增加密码的强度和混淆效果。

在实际应用中，AES算法已被广泛使用于各种安全领域，如电子商务、数字版权保护、无线通信等。

它具有高安全性、高效率和高灵活性的特点，适用于不同安全等级的应用环境。

实验四AES算法的实现

实验四AES算法的实现AES（Advanced Encryption Standard）也被称为Rijndael算法，是一种对称密钥加密算法，被广泛应用于各种安全领域。

本实验将介绍AES算法的实现过程和原理。

AES算法采用分组密码的方式进行加密，其中，明文和密钥的长度可以是128位、192位或256位。

AES算法的加密和解密过程，主要包括四个步骤：字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加。

下面将一一介绍这些步骤。

第一步是字节替代（SubBytes），该步骤通过S盒（Substitution Box）将每一个字节替换为另一个字节，实现数据的置换。

S盒是一个16×16的字节矩阵，在AES算法中具有固定的值。

字节替代的目的是增加混淆性，使得算法更加安全。

第二步是行移位（ShiftRows），该步骤对每一行进行循环左移操作，使得每一列的字节发生移位。

行移位的目的是使得列与列之间具有更强的混淆性，增加攻击的难度。

第三步是列混淆（MixColumns），该步骤对每一列进行线性变换操作，通过乘积进行矩阵运算。

列混淆的目的是进一步增加数据的混淆性，使得密文与明文之间的关系更加复杂。

第四步是轮密钥加（AddRoundKey），该步骤将每一轮的密钥与明文进行异或操作，实现加密过程中的扩散。

轮密钥加的目的是每一轮中引入不同的密钥，增加密文与密钥之间的关系，提高安全性。

AES算法共有10轮加密（128位密钥）、12轮加密（192位密钥）或14轮加密（256位密钥）。

其中，第一轮为密钥初始加轮，最后一轮没有列混淆操作。

在实现AES算法时1.需要实现字节替代操作时，可以使用S盒进行字节替代；2.需要实现行移位操作时，可以使用循环左移操作；3.需要实现列混淆操作时，可以使用矩阵运算；4.需要实现轮密钥加操作时，可以使用异或操作。

为了提高算法的安全性，还可以采用其他的扩展技术，如混淆技术和迭代技术。

同时，还应该注意选择适当的密钥长度，以满足不同安全需求。

AES实验

AES的设计原则

能抵抗所有已知的攻击；在各种平台上易于实现，速度快；设计简单。
使用Java技术实现荣戴尔算法

在Jdk1.5之后，Sun公司在Java中添加了实现荣戴尔算法的类和接口，使得使用 java语言来进行对称加密变的简单了。由于其它语言目前尚没有太完善的解决方案，所以本次实验建议使用Java语言来实现。
加密过程1-生成密钥

String st = keyPanel.getText();//取得系统自动生成密钥 //判断是否满足32位密钥的要求，如果小于32则要增加到32位 if (st.length() < 32) {//如果密钥小于32位，则系统提示需要增加 JOptionPane.showMessageDialog(this, "秘钥长度不符合要求，这里对输入秘钥进行随机填充，以使得秘钥达到128比特！"); char[] charset = { ‘0’, ‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’, ‘5’,‘6’, ‘7’, ‘8’, ‘9’, ‘A’，‘B’, ‘C’, ‘D’,‘E’, ‘F’ };//填充进来的数据 while (st.length() < 32) {//循环增加，直到满足32位要求 char ch = charset[(int) (Math.random() * 16)]; st = st + ch;} keyPanel.setText(st);//增加结束后，把新的密钥添加到密钥面板上。

在对称加密技术中，加密和解密过程采用一把相同的密钥，通信时双方都必须具备这把密钥，并保证密钥不被泄露. 通信双方采用对称加密技术进行通信时，必须先约定一个密钥，这种约定密钥的过程称为 “分发密钥”。有了密钥后，发送方使用这一密钥，并采用合适的加密算法将所要发送的明文转变为密文。密文到达接收方后，接收方用解密算法(通常是发送方所使用的加密算法的逆)，并把密钥作为算法的一个运算因子，将密文转变为原来的明文。

AES加密算法实验报告

AES加密算法实验报告实验报告：AES加密算法一、实验目的与背景AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）是目前最常用的对称加密算法之一，被广泛应用于数据保密领域。

本实验旨在深入了解AES加密算法的原理和实现过程，掌握其加密和解密的基本操作。

二、实验原理1.初始化状态：将明文分成若干个块，并对每个块进行初始化处理，包括状态添加轮密钥、字节替代、行移位和列混淆。

2.轮函数：通过迭代轮函数，将每个块中的状态混淆，进一步增强加密强度。

3.轮密钥扩展：通过原始密钥生成一系列轮密钥，用于每轮轮函数的运算。

4.复制和结束状态：将各个加密块的状态复制到输出中，并进行最终处理，得到密文。

三、实验过程本实验采用python编程语言，在PyCryptodome库的支持下进行AES 加密算法的实验。

1. 环境准备：安装PyCryptodome库。

2.密钥生成：通过输入一个128位的密钥，生成轮密钥扩展所需的所有轮密钥。

3.加密操作：输入明文，对其进行分组，并逐个块进行加密操作。

4.解密操作：输入密文，对其进行分组，并逐个块进行解密操作。

四、实验结果与分析本实验选取了一个128位的密钥，并对一段文字进行加密和解密实验。

实验结果表明，AES加密算法能够有效保护数据的机密性。

1.加密结果：明文经过AES加密后，得到了一段密文。

密文经过解密操作后，可以得到与原明文相同的结果。

说明AES加密算法是可逆的。

2.加密强度：AES加密算法使用的128位密钥，远超传统DES算法的56位密钥。

这使得破解AES加密算法需要极大的计算成本，增强了数据的安全性。

3.加密效率：AES加密算法在实际应用中具有较高的性能指标，加密速度快，适用于大规模数据的加密保护。

五、实验总结通过本次实验，我们了解到了AES加密算法的基本原理和实现方法，了解了其分组加密和解密的整个过程，并通过实验验证了其加密强度和效果。

AES算法在保证数据安全性的同时，提供了较高的加密和解密性能，适用于信息安全领域的各种加密场景。

密码学实验-实验2 DES和AES

密码学原理与实践实验报告一、实验目的①了解AES加密解密算法原理②了解DES加密解密算法原理二、实验内容与设计思想1.DES加密流程2.对于每个64位长度的明文分组的加密过程：①初始置换：输入分组按照初始置换表重排次序，进行初始置换。

②16轮循环：DES对经过初始置换的64位明文进行16轮类似的子加密过程.③终结置换：按照终结置换表进行终结置换，64位输出就是密文。

3.子密钥产生过程4.AES加密流程对于任意长度的明文，AES首先对其进行分组，每组的长度为128位。

分组之后将分别对每个128位的明文分组进行加密。

对于每个128位长度的明文分组的加密过程如下：（1）将128位AES明文分组放入状态矩阵中。

（2）AddRoundKey变换：对状态矩阵进行AddRoundKey变换，与膨胀后的密钥进行异或操作（密钥膨胀将在实验原理七中详细讨论）。

（3）10轮循环：AES对状态矩阵进行了10轮类似的子加密过程。

前9轮子加密过程中，每一轮子加密过程包括4种不同的变换，而最后一轮只有3种变换，前9轮的子加密步骤如下：●SubBytes变换：SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换；●ShiftRows变换：ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位；●MixColumns变换：MixColumns变换对状态矩阵的列进行变换；●AddRoundKey变换：AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作。

最后一轮的子加密步骤如下：●SubBytes变换：SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换；●ShiftRows变换：ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位；●AddRoundKey变换：AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作；5.AES解密过程AES的加密和解密过程并不相同，首先密文按128位分组，分组方法和加密时的分组方法相同，然后进行轮变换。

密码学实验报告

目录AES加密算法实现 (2)一．实验目的 (2)二．实验原理 (2)三．实验步骤 (2)四．实验结果 (6)五．实验心得 (7)六．源代码： (8)RSA加解密算法实现 (17)一．实验目的： (17)二．实验要求： (17)三．RSA函数主要代码 (17)四．运算结果显示： (20)五．实验心得 (20)AES加密算法实现一．实验目的1.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128比特（32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；二．实验原理AES的区块长度固定为128 比特，密钥长度则可以是128，192或256比特；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“状态矩阵”，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）。

加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：1.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。

2.ShiftRows —将矩阵中的每个行进行循环式移位。

3.MixColumns —列混淆。

这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。

4.AddRoundKey —矩阵中的每一个字节都与该次回合轮密钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。

三．实验步骤（一）加密1.密钥生成void keyexpansion(unsigned char S_BOX[][16],unsigned char keys[][44]){unsigned char Rcon[11] = {0,1,2,4,8,16,32,64,128,27,54};unsigned char past[4];register int i,j;//打开密钥文件if((fp=fopen("Key.txt","r"))==NULL){printf("CAN NOT OPEN THE FILE!\n");return ;}printf("\n请输入密钥！\n");for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++){fscanf(fp,"%02x",&keys[j][i]);printf("%02x ",keys[j][i]);}for(i = 4;i <= 43;i ++){ //make the other 40 keys if(i % 4 == 0){ //如果能被4整除，特殊处理for(j = 1;j <= 4;j ++) //把前一个密钥移位赋值给数组past[j - 1] = keys[j % 4][i -1];for(j = 0;j <= 3;j ++){if(j == 0)keys[j][i] = S_BOX[past[j] / 16][past[j] % 16] ^ Rcon[i / 4] ^ keys[j][i - 4];elsekeys[j][i] = S_BOX[past[j] / 16][past[j] % 16] ^ keys[j][i - 4];}}else{for(j = 0;j <= 3;j ++){keys[j][i] = keys[j][i - 4] ^ keys[j][i - 1];}}}}2.字节变换void bytesub(unsigned char S_BOX[][16],unsigned char B[][4]){register int i,j;for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)B[i][j] = S_BOX[B[i][j] / 16][B[i][j] % 16];}3. 行移位void shiftrow(unsigned char B[][4]){int i,temp;temp = B[1][0];for(i = 0;i <= 2;i ++)B[1][i] = B[1][i + 1];B[1][3] = temp;for(i = 0;i <= 1;i ++){temp = B[2][i];B[2][i] = B[2][i + 2];B[2][i + 2] = temp;}temp = B[3][3];for(i = 3;i >=1;i --)B[3][i] = B[3][i - 1];B[3][0] = temp;}4. 列混合运算unsigned char xtime (unsigned char input){ // x乘法('02'乘法)int temp;temp = input<<1;if(input & 0x80){temp ^= 0x1b;}return temp;}void mixcolumn(unsigned char input[][4]){ //列混合int i, j;unsigned char output[4][4];for(j = 0;j <= 3;j++)for(i = 0;i <= 3;i++)output[i][j] = xtime(input[i%4][j]) //0x02乘法^ ( input[ ( i + 1 ) % 4][j] ^ xtime( input[ ( i + 1 ) % 4][j] ) ) //0x03乘法^ input[ ( i + 2 ) % 4][j] //0x01乘法^ input[ ( i + 3 ) % 4][j]; //0x01乘法for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)input[i][j] = output[i][j];}（二）解密运算1.逆行移位void invshiftrow(unsigned char B[][4]){int i,temp;temp = B[1][3];for(i = 3;i >= 1;i --)B[1][i] = B[1][i - 1];B[1][0] = temp;for(i = 0;i <= 1;i ++){temp = B[2][i];B[2][i] = B[2][i + 2];B[2][i + 2] = temp;}temp = B[3][0];for(i = 0;i <= 2;i ++)B[3][i] = B[3][i + 1];B[3][3] = temp;}2.逆列混合运算void invmixcolum(unsigned char input[][4]){int i, j;unsigned char output[4][4];for(j=0; j< 4; j++)for(i=0; i<4; i++)output[i][j] = (xtime(xtime(xtime(input[i % 4][j]))) ^ xtime(xtime(input[i % 4][j]))^xtime(input[i % 4][j])) //0x0E乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 1 ) % 4][j]))) ^ xtime(input[ ( i + 1 ) % 4][j]) ^ input[ ( i + 1 ) % 4][j]) //0x0B乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 2 ) % 4][j]))) ^ xtime(xtime(input[ ( i + 2 ) % 4][j])) ^ input[ ( i + 2 ) % 4][j]) //0x0D 乘法^ (xtime(xtime(xtime(input[ ( i + 3 ) % 4][j]))) ^ input[ ( i + 3 ) % 4][j]); //0x09乘法for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)input[i][j] = output[i][j];}3.逆字节变换void invbytesub(unsigned char N_S_BOX[][16],unsigned char B[][4]){register int i,j;for(i = 0;i <= 3;i ++)for(j = 0;j <= 3;j ++)B[i][j] = N_S_BOX[B[i][j] / 16][B[i][j] % 16];}四．实验结果我将明文设为13 43 67 69 88 d5 f6 8d 64 23 90 a2 e0 f5 b4 34，密钥设为23 43 45 78 28 af cd ab f7 d4 88 09 c3 4f 3c 57，运行结果如下：五．实验心得本程序是处理的AES分组大小和密钥长度都为128位，迭代轮数为10轮。

AES——密码学实验报告

实验报告【实验名称】AES加密解密实验姓名：学号：班级：日期：10月20日【实验目的】1.掌握AES算法的基本原理2.了解AES算法的详细步骤【实验环境】1.本试验需要密码教学实验系统的支持2.操作系统为Windows 2000或者Windows XP【实验内容】1.掌握AES算法的原理及过程2.完成AES密钥扩展运算3.完成AES数据加密运算【实验步骤】1.打开“AES理论学习”，掌握DES算法的加解密原理;2.打开“AES算法流程",开始DES单步加密实验,如图10—1；3.选择密钥输入为ASCII码或十六进制码模式，输入密钥；若为ASCII码模式，则输入8个字符的ASCII码;若为十六进制码模式，则输入16个字符的十六进制码(0～9,a～f,A～F）;4.点击“字节矩阵”按钮,将输入的密钥转化为密钥字节矩阵,从左至右每一列依次为W0，W1，W2，W3；5.依次点击“RotWord”、“SubWord”、“轮常量异或”，对W3依次进行“循环移位”、“S盒”、“轮常量异或”操作并与W0异或得到W4，；6.点击“异或”按钮,使得W1与W4进行异或得到W57.点击“生成W6和W7”按钮,生成W6和W78.点击“生成所有轮密钥"按钮，生成1~10轮轮密钥9.进入第二部分—-加密,选择加密输入为ASCII码或十六进制码模式,输入明文；若为ASCII码模式，则输入8个字符的ASCII码;若为十六进制码模式，则输入16个字符的十六进制码(0～9,a～f,A～F）；10.点击“字节矩阵"按钮，将输入明文转化为明文字节矩阵；11.点击“AddRoundKey”按钮，使明文字节矩阵与密文字节矩阵进行逐比特异或；12.接下来进行第一轮操作，依次点击“SubBytes”、“ShiftRows"、“MixColumns”、“AddRoundKeys"按钮，对经过轮密钥加操作的字节矩阵依次进行字节替换、行移位、列混合和逐字节异或操作，得到新的字节矩阵;13.对上一步得到的结果连续进行8轮上一步的四步操作得到新的字节矩阵；14.第十轮的时候依次进行字节替换、行移位、轮密钥加操作（不需要列混合）得到最终的密文字节矩阵。

密码学案例实验报告

一、实验背景随着信息技术的飞速发展，网络安全问题日益突出，加密技术作为保障信息安全的重要手段，在各个领域都得到了广泛应用。

本实验报告旨在通过实际操作，加深对密码学原理和算法的理解，提高加密和解密的能力。

二、实验目的1. 了解密码学的基本概念和分类；2. 掌握DES、AES等常用加密算法的原理和流程；3. 能够运用密码学工具进行加密和解密操作；4. 分析密码破解技术，提高安全意识。

三、实验内容1. 实验一：DES加密算法（1）实验原理DES（Data Encryption Standard）是一种经典的对称加密算法，它采用64位密钥和64位明文，经过16轮加密操作，生成64位密文。

（2）实验步骤① 编写程序实现DES加密算法的加解密功能；② 使用密钥对一段英文文本进行加密和解密；③ 分析加密和解密结果，验证算法的正确性。

2. 实验二：AES加密算法（1）实验原理AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的对称加密算法，它支持128位、192位和256位密钥长度，具有速度快、安全性高等优点。

（2）实验步骤① 编写程序实现AES加密算法的加解密功能；② 使用不同长度的密钥对一段英文文本进行加密和解密；③ 分析加密和解密结果，验证算法的正确性。

3. 实验三：密码破解技术（1）实验原理密码破解技术是指通过尝试各种可能的密钥，来破解加密信息的技术。

常见的密码破解方法有穷举攻击、字典攻击、暴力破解等。

（2）实验步骤① 使用密码破解工具对加密文本进行破解；② 分析破解结果，了解不同破解方法的特点和适用场景；③ 提高安全意识，防范密码破解攻击。

四、实验结果与分析1. 实验一和实验二的结果表明，DES和AES加密算法能够正确地对文本进行加密和解密，验证了算法的正确性。

2. 通过实验三，我们了解到密码破解技术的种类和特点，提高了安全意识。

在实际应用中，应选择合适的加密算法和密钥长度，以提高安全性。