一种基于AES的加密方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于AES的加密方法及应用，该加密方法是对数据依次进行字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加和密钥扩展；所述轮密钥加是将明文数据划分为128bit的分组数据，每个分组分别与256bit密钥的前128bit和后128bit进行异或。本发明专利技术能够满足现代通信领域希望达到AES 256的加密强度，又希望和现有加密算法有所区别，不互通的需求。本发明专利技术具有原AES256的所有优点，且加密强度更好。且加密强度更好。且加密强度更好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AES的加密方法及应用


[0001]本专利技术属于密码
，涉及对称加密算法，尤其是一种基于高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)改进后的加密方法和应用。

技术介绍

[0002]AES算法全称Advanced Encryption Standard，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。
[0003]参见图1
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图4：现有AES的基本结构：AES为分组密码，分组密码也就是把明文分成长度相等的分组，每次加密一组数据，直到加密完所有明文。在AES标准规范中，分组长度只能是128位，密钥的长度可以使用128位、192位或256位。
[0004]如图1所示，原AES加密算法把明文分组的128位，表示为16个字节，每个字节8位，一般地，明文分组采用以字节为单位的正方形矩阵描述(如图1)，(当最后一组不足128位时，填充约定内容)。
[0005]同样的，256位密钥也是用字节为单位的矩阵表示(如图2)。通过轮密钥扩展算法计算出60个字(1个字由4个字节组成)组成的序列W[0],W[1],
…
,W[59],(如图3)该序列的前8个元素W[0],W[1],W[2],W[3],W[4],W[5],W[6],W[7]是原始密钥，分别用于轮密钥加运算的第0轮和第1轮；后面52个字分为13组，分别用于轮密钥加运算的第2轮至第14轮(如图4)。
[0006]AES加密标准文本，主要应用在无线网络、电子商务等领域，方便使用软件和硬件实现。
[0007]现有技术的AES加密算法具有以下不足：
[0008](1)现有技术的AES加密算法为公开的标准算法。
[0009](2)现有AES加密算法是20年前确定的标准，经过多年的发展，硬件平台算力有了明显的提升，可以有足够的算力，获得更好的加密强度。
[0010]随着无线通信领域产品不断开发与发展，在该领域产品推广中，行业对产品的加密方式希望能够达到AES 256的加密强度，又希望和现有加密算法有所区别，不能够互通。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于AES的加密方法及应用，其既具有AES256的加密强度，又和现有算法不互通。
[0012]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0013]这种基于AES的加密方法，对数据依次进行字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加和密钥扩展；所述轮密钥加是将明文数据划分为128bit的分组数据，每个分组分别与256bit
密钥的前128bit(MSB)和后128bit(LSB)进行异或。
[0014]进一步，上述密钥扩展是：256bit密钥为一轮，共进行14轮密钥扩展。
[0015]进一步，上述密钥扩展中的轮密钥常量为：
[0016]0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80,0x1b,0x36,0x6c,0xd8,0xab,0x4d。
[0017]进一步的，以上所述的AES的加密方法是密钥长度256位时的AES加密方案。
[0018]本专利技术还提出一种上述基于AES的加密方法在无线通信领域产品中的应用。
[0019]进一步，上述基于AES的加密方法应用于数据加密和数据解密。
[0020]进一步，上述基于AES的加密方法应用于无线通信领域所有端到端包括语音通信、短信、数传或在自主平台的软件目标代码保护。
[0021]进一步，上述语音通信包含窄带语音和宽带语音。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术基于AES的加密方法采用了现有AES加密中的字节代换、行移位、列混淆方法，对轮密钥加和轮密钥扩展进行了改进。即本专利技术继承AES定义的S盒和逆S盒，字节代换操作、行位移和列混合操作；改进了轮密钥加方法、轮密钥常量和轮密钥扩展方法。从而使该加密方法能够满足现代通信领域希望达到AES 256的加密强度，又希望和现有加密算法有所区别，不互通的需求。本专利技术具有原AES256的所有优点，且加密强度更好。
附图说明
[0024]图1为现有AES加密方式中明文矩阵；
[0025]图2为现有AES加密方式中密码矩阵；
[0026]图3为现有AES加密方式中轮密钥生成方式；
[0027]图4为现有AES加密方式中轮密密钥常量；
[0028]图5为本专利技术采用的轮密钥加方式；
[0029]图6为本专利技术采用的轮常量；
[0030]图7为本专利技术采用的轮密钥；
[0031]图8为本专利技术采用的轮密钥生成方式。
具体实施方式
[0032]本专利技术首先提出基于AES的加密方法，该加密方法是对数据依次进行字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加和密钥扩展；所述轮密钥加是将明文数据划分为128bit的分组数据，每个分组分别与256bit密钥的前128bit(MSB)和后128bit(LSB)进行异或。本专利技术提出的AES的加密方法是密钥长度256位时的AES加密方案。其中密钥扩展是：256bit密钥为一轮，共进行14轮密钥扩展，该密钥扩展中的轮密钥常量为：
[0033]0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80,0x1b,0x36,0x6c,0xd8,0xab,0x4d。
[0034]基于以上加密方法，本专利技术还提出上述基于AES的加密方法在无线通信领域产品中的应用。具体应用于数据加密和数据解密。即应用于无线通信领域所有端到端的数据加密。所述无线通信领域所有端到端包括语音通信、短信、数传或在自主平台的软件目标代码保护。其中语音通信包含窄带语音和宽带语音。
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本加密方法只对当密钥长度256位时的AES加密方案做了改进，实现了一种优于AES256的加密强度的加密算法。
[0037]参考图5，为本加密方法采用的轮密钥加示意，明文矩阵——明(i，j)，密文矩阵——密(i，j)，密码矩阵——密码(i，n)
[0038][0039]输出密文(i，x)等于明文(i，x)与密码(i，x)异或，再与密码(i，x+4)异或。
[0040]进一步进行轮密钥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AES的加密方法，其特征在于，对数据依次进行字节代换、行移位、列混淆、轮密钥加和密钥扩展；所述轮密钥加是将明文数据划分为128bit的分组数据，每个分组分别与256bit密钥的前128bit和后128bit进行异或。2.根据权利要求1所述的基于AES的加密方法，其特征在于，所述密钥扩展是：256bit密钥为一轮，共进行14轮密钥扩展。3.根据权利要求2所述的基于AES的加密方法，其特征在于，所述密钥扩展中的轮密钥常量为：0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80,0x1b,0x36,0x6c,0xd8,0xa b,0x4d。4.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：王勉，蒲云龙，李振友，董克成，郭永刚，王铁勇，习奔，
申请(专利权)人：陕西烽火实业有限公司，
类型：发明
国别省市：