信道不安全情况下的加密算法设计与实现--AES加密标准和DH密钥交换.doc

摘要：本文首先介绍了现代密码学的发展，以及近些年发生的信息泄漏事件。接下来，借鉴AES加密标准的加密思想来设计具体加密步骤，用DH密钥交换来做密码的公开交换工作，设计一套反相随机加密算法，实现对数据的加密解密功能。首先概要介绍反相随机加密算法的核心思想，然后详细介绍了各环节算法的具体实现。接着展示算法的应用实例，最后对部分核心代码进行扩展性探讨，并对此次算法的设计与实现做出总结。

关键词：AES加密标准；DH密钥交换；反相随机加密算法；加密解密

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1-开发背景和意义-1

1.2 现代密码学发展现状-1

1.3 2015年信息大型信息泄漏事件-2

1.3.1 Topface约会网站泄漏2000万用户数据-2

1.3.2 Anthem公司遭黑客攻击，8000万用户数据受影响-2

1.3.3 结论-2

1.4 开发环境简介-2

2-概要设计-3

2.1-AES加密标准简介-3

2.2-DH密钥交换简介-4

2.3-反相随机加密算法设计思路-6

2.3.1 反相随机加密算法设计简述-6

2.3.2 反相随机加密算法流程图-7

3 反相随机加密算法详细设计-9

3.1-多轮迭代设计-9

3.2-ByteSub过程设计-10

3.3-ShiftRow过程设计-13

3.4-MixColumn过程设计-14

3.5-RoundKeyAddition过程设计-15

3.6-密钥交换设计-16

3.7-信息交换设计-16

4 算法实现-17

4.1-整体实现效果-17

4.2 数据结构-19

4.3 加密实现-21

4.3.1 加密的轮迭代-21

4.3.2 加密的ByteSub-22

4.3.3 加密的ShiftRow-23

4.3.4 加密的MixColumn-24

4.3.5 加密的RoundKeyAddition-25

4.4-解密实现-26

4.4.1 解密的轮迭代-26

4.4.2 解密的De-ByteSub-26

4.4.3 解密的De-ShiftRow-28

4.4.4 解密的De-MixColumn-29

4.4.5 解密的De-RoundKeyAddition-30

5 总结与展望-31

5.1 算法的扩展设想-31

5.2 总结-31

参考文献-32

致谢-33