基于現代密碼學的加密算法驗證系統的設計與實現的論文

時間：2022-09-01 19:29:26 論文我要投稿

相關推薦

　　摘要：針對現代密碼學課程中理論與實踐存在的差距，特意設計并開發了此款加密算法驗證系統。本系統以AES、RSA、RC4、IDEA等幾個經典的加密算法為例，采用JAVA技術體系與SWING界面元素開發，保證跨平臺性與良好的用戶體驗，通俗易懂地展示了現代密碼學理論魅力。本系統各個版塊保持相對獨立，每個版塊側重特定加密算法，提供一個以算法為基本模塊的流程驗證系統。實踐證明，使用此系統有利于學生深刻剖析算法原理過程，從而加深理論理解。

基于現代密碼學的加密算法驗證系統的設計與實現的論文

　　關鍵詞：現代密碼學；AES；RSA；RC4；IDEA；驗證系統；EAVS

　　1引言

　　現代密碼學理論是安全類本科專業極其重要的一門專業課，但由于密碼理論本身的抽象性特點，導致教學過程中易出現理論與實踐脫節，理論概念模棱兩可的情況。目前各個高校信息安全教學主要分為兩個方向：一個是數學系的信息安全，主要研究密碼學數學基礎，偏重理論；二是計算機系的信息安全，主要研究安全編程技術，偏重實踐。隨著研究的深入，我們發現兩者沒有一個很好的平臺聯系起來，導致學生知識掌握不全面，不能適應工作和深層次科研的需求。

　　2密碼算法的選擇

　　為了深入結合本科教學培養方案，特選取幾個經典的加密算法：AES、RSA、RC4、IDEA。

　　2.1AES算法

　　高級加密標準，又稱高級加密標準Rijndael加密法，屬于經典的現代加密算法，是美國聯邦政府采用的一種區塊加密標準。由于此算法為對稱加密算法，故通常用來加解密，用來替代原先的DES，已經被廣泛使用。

　　AES很好地融合了混淆與擴散，因為信息的內容是以128位長度的分組為加密單元的。加密密鑰長度有128，192或256位等多種選擇。

　　AES算法加密過程：密鑰擴展→初始輪→重復輪→最終輪

　　2.2RSA算法

　　1977年Rivest，Shamir和Adleman提出了RSA公鑰算法，它是應用最廣泛的公鑰密碼系統。不僅可以用于信息的加解密，還可用于數字簽名。該算法為非對稱加密算法，其理論基礎是大整數因數分解問題。

　　c.計算整數

　　d.將整數c轉換成密文信息

　　e.將密文信息發送給A

　　2.3RC4算法

　　RC4是RonRivest在1987年為RSA數據安全公司開發的可變密鑰長度的序列密碼，廣泛應用于商業密碼產品中。RC4是一種序列密碼，面向字節流。用從1到256個字節（8到2048位）的可變長度密鑰初始化一個256個字節的狀態矢量S，S的元素記為S[0]，S[1]，…，S[255]，從始至終置換后的S包含從0到255的所有8比特數。

　　2.4IDEA算法

　　IDEA是80年代提出的“過渡性”的“postDES”算法，它在1990年正式公布并在以后得到增強，是一種對稱密碼算法。這種算法是在DES算法的基礎上發展出來的，類似于三重DES，和DES一樣IDEA也是屬于對稱密鑰算法。IDEA的密鑰為128位，這么長的密鑰在今后若干年內應該是安全的。不過IDEA中有大量弱密鑰，并且難以直接擴展到128位塊。

　　3EAVS的體系結構

　　3.1EAVS的實現結構

　　4系統實現的關鍵技術

　　5系統運行實例

　　6總結

　　6.1本文在對現代密碼學基礎算法理論深入研究的基礎上，針對目前課題教學中理論與實踐、抽象與具體中存在的不足，詳細論述了一種溝通理論與實踐的經典密碼算法驗證系統。

　　6.2基于C/S的整體系統，可視化的UI使得系統具有良好的交互性。用戶通過客戶端圖像化操作，可以細致了解密碼算法的加密解密流程，并將中間結果反饋給用戶，加深對理論知識的全面理解。

　　6.3本系統目前只實現了一些經典算法，實際應用于整體課堂教學仍存在不足，下一步須要豐富算法模塊，使其形成密碼學整體實踐驗證體系。

　　參考文獻：

　　[1][美]加內特，吳世忠等.密碼學導引[M].北京：機械工業出版社，2003.

　　[2]李杰鳳等.基于Linux的操作系統實驗平臺的設計與實現[D].計算技術與自動化，2010.

　　[3][美]旋奈爾，吳世忠等.應用密碼學協議.算法與C源程序[M].北京：機械工業出版社，2003.