一种基于AES-128并行变换的车载通信优化方法及系统技术方案

本申请涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于AES

【技术实现步骤摘要】
一种基于AES
‑
128并行变换的车载通信优化方法及系统


[0001]本申请涉及信息安全
，尤其涉及一种基于AES
‑
128并行变换的车载通信优化方法及系统。

技术介绍

[0002]车载以太网是直接影响汽车主动安全性的重要组成部分，所以必须保障车载以太网的实时性、可靠性和安全性。随着汽车电控系统与外部的移动通信网络之间的信息交互越来越频繁，车载总线网络面临了巨大的安全隐患。车载以太网通过连接智能手机、蓝牙、因特网等网络系统虽然给驾驶员提高了驾驶乐趣，但是带来了黑客攻击、信息篡改、安全漏洞等不容忽视的汽车网络安全问题，严重影响汽车的安全行驶、个人隐私、甚至危及公共安全。因此，车载总线网络系统不再是独立、安全的网络系统。
[0003]车载以太网是以太网技术与车载设备的有机结合，以其低复杂度、高效率、高性价比在车联网领域备受关注。凭借自身可到千兆的高带宽，支持多种通信协议以及具有极强扩展性的优势，车载以太网逐步成为当前智能网联汽车的主流通信技术。但是，在汽车电子领域，车载以太网通信是车辆内部各个电子系统之间进行数据通信的主要方式，比如发动机控制系统、车载娱乐系统、智能驾驶辅助系统等。由于车载以太网通信中涉及到的数据可能包含机密信息，如车辆状态、位置信息等，因此需要加密保护数据的安全性和机密性。
[0004]信息安全技术在未来工业技术中起到重要的核心作用，加密算法是保证信息安全的一种重要手段，其中AES(AdvancedEncryptionStandard)算法是一种广泛使用的对称加密算法。AES算法具有加密强度高、实现简单等优点，因此在安全领域得到了广泛应用。然而，传统的AES算法在加密大数据量时加密速度较慢，无法满足实时加密的需求，影响了车载以太网的通信效率。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于AES
‑
128并行变换的车载通信优化方法及系统，能够解决现有的AES算法在加密大数据量时加密速度较慢，无法满足实时加密的需求，以致于影响了车载以太网的通信效率的问题。
[0006]本申请的第一个技术方案是一种基于AES
‑
128并行变换的车载通信优化方法，包括：
[0007]S1：获取明文数据流并且针对明文数据流进行分割处理，相应地得到若干个待处理数据块；每个所述待处理数据块包括以矩阵形式依序排列的若干个待处理字节；
[0008]S2：基于若干个所述待处理字节在待处理数据块中的排列顺序，针对位于排列顺序中前端的一行待处理字节进行字节替换处理，相应地得到当次的一行替换字节；
[0009]以及，在依序针对矩阵中下一行所述待处理字节进行字节替换处理的起始时刻，针对当次的一行替换字节进行行位移变换处理；
[0010]S3：若干个所述待处理数据块同时均重复执行所述步骤S2，直至每个所述待处理
数据块中的若干个待处理字节均被处理完毕，相应地得到若干个变换处理数据块；
[0011]S4：针对若干个变换处理数据块，依次进行包括行列混淆变换处理和轮密钥加变换处理的组合处理，得到密文数据流。
[0012]本申请的第二个技术方案是一种基于AES
‑
128并行变换的车载通信优化系统，包括：数据分割模块、优化处理模块和组合处理模块；
[0013]所述数据分割模块，用于获取明文数据流并且针对明文数据流进行分割处理，相应地得到若干个待处理数据块，以及传送若干个待处理数据块至若干个不同的所述优化处理模块；
[0014]每个所述待处理数据块包括以矩阵形式依序排列的若干个待处理字节；
[0015]所述优化处理模块，用于基于若干个所述待处理字节在待处理数据块中的排列顺序，针对位于排列顺序中前端的一行待处理字节进行字节替换处理，相应地得到当次的一行替换字节；
[0016]以及，还用于在依序针对矩阵中下一行所述待处理字节进行字节替换处理的起始时刻，针对当次的一行替换字节进行行位移变换处理；
[0017]以及，还用于同时针对若干个待处理数据块进行字节替换处理和行位移变换处理，直至每个所述待处理数据块中的若干个待处理字节均被处理完毕，相应地得到若干个变换处理数据块；
[0018]以及，还用于传送若干个变换处理数据块至所述组合处理模块；
[0019]所述组合处理模块，用于针对若干个变换处理数据块，依次进行包括行列混淆变换处理和轮密钥加变换处理的组合处理，得到密文数据流。
[0020]可选地，所述数据分割模块包括：明文获取单元和数据分组单元；
[0021]所述明文获取单元，用于获取明文数据流并且传送明文数据流至数据分组单元；
[0022]所述数据分组单元，用于针对明文数据流进行分割处理，相应地得到若干个待处理数据块，以及传送若干个待处理数据块至若干个不同的所述优化处理模块。
[0023]可选地，所述优化处理模块包括：设置数量均为若干个的字节替换处理单元和行位移变换处理单元；
[0024]若干个所述字节替换处理单元，用于基于若干个待处理字节在待处理数据块中的排列顺序，同时针对若干个待处理数据块中位于排列顺序中前端的待处理字节进行字节替换处理，相应地得到当次的替换字节；
[0025]若干个所述行位移变换处理单元，用于同时接收当次的替换字节并且相应地针对当次的替换字节进行行位移变换处理，直至若干个所述待处理数据块均被处理完毕，相应地得到若干个变换处理数据块；
[0026]以及，还用于同时传送若干个变换处理数据块至所述组合处理模块(3)。
[0027]可选地，所述优化处理模块还包括：若干个FIFO缓冲区；
[0028]若干个所述FIFO缓冲区，用于同时将来源于所述字节替换处理单元的当次的替换字节传送至所述行位移变换处理单元。
[0029]有益效果：
[0030]1)加密速度快；本申请首先将明文数据流分成多个待处理数据块并且分配给不同的优化处理模块进行并行处理，同时在优化处理模块的内将字节替换处理和行位移变换处
理进行并行处理，大大提高了处理速度，既克服了传统的串行处理方式因为需要逐个字节进行处理，所以处理速度较慢且难以满足实时性的要求，还克服了传统AES算法中字节替换和行位移变换的顺序执行问题，大幅提高了加密算法的速度，实现了加密速度的快速增长；
[0031]2)安全性高；由于本申请提供的AES加密算法仍然具有相同的安全性和保密性，具有优异的加密保护能力，可广泛应用于各种需要安全保护的场合；
[0032]3)稳定性强；本申请通过将明文中待加密的数据块来分配给不同的处理器进行并行计算，提高了算法的稳定性，有效避免了传统算法的单点故障问题，保证了加密算法的持续稳定性和可靠性；
[0033]4)实用性强；本申请提供的加密方法、用户设备、存储介质及装置具有可操作性、可实现性和应用性强的特点，可在各种计算机系统和设备中进行使用和部署，具有广泛的应用前景；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
‑
128并行变换的车载通信优化方法，其特征在于，包括：S1：获取明文数据流并且针对明文数据流进行分割处理，相应地得到若干个待处理数据块；每个所述待处理数据块包括以矩阵形式依序排列的若干个待处理字节；S2：基于若干个所述待处理字节在待处理数据块中的排列顺序，针对位于排列顺序中前端的一行待处理字节进行字节替换处理，相应地得到当次的一行替换字节；以及，在依序针对矩阵中下一行所述待处理字节进行字节替换处理的起始时刻，针对当次的一行替换字节进行行位移变换处理；S3：若干个所述待处理数据块同时均重复执行所述步骤S2，直至每个所述待处理数据块中的若干个待处理字节均被处理完毕，相应地得到若干个变换处理数据块；S4：针对若干个变换处理数据块，依次进行包括行列混淆变换处理和轮密钥加变换处理的组合处理，得到密文数据流。2.一种基于AES
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128并行变换的车载通信优化系统，其特征在于，包括：数据分割模块、优化处理模块和组合处理模块；所述数据分割模块，用于获取明文数据流并且针对明文数据流进行分割处理，相应地得到若干个待处理数据块，以及传送若干个待处理数据块至若干个不同的所述优化处理模块；每个所述待处理数据块包括以矩阵形式依序排列的若干个待处理字节；所述优化处理模块，用于基于若干个所述待处理字节在待处理数据块中的排列顺序，针对位于排列顺序中前端的一行待处理字节进行字节替换处理，相应地得到当次的一行替换字节；以及，还用于在依序针对矩阵中下一行所述待处理字节进行字节替换处理的起始时刻，针对当次的一行替换字节进行行位移变换处理；以及，还用于同时针对若干个待处理数据块进行字节替换处理和行位移变换处理，直至每个所述待处理数据块中的若干个待...

【专利技术属性】
技术研发人员：许一男，吴俞憬，陈长齐，孙嘉成，杨文轩，
申请(专利权)人：延边大学，
类型：发明
国别省市：