本发明专利技术公开了一种数据加密和解密方法、装置及电子设备，涉及信息安全技术领域，以解决传统AES算法的加密安全性不足的技术问题，该数据加密方法包括：获取高级加密标准AES算法的密钥；对密钥进行AES密钥扩展，获取预设数量的子密钥；对子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵；利用目标矩阵，对待加密明文数据进行加密，获取密文数据；本发明专利技术将密钥扩展得到的多个子密钥排列在一个子密钥矩阵空间里，对子密钥矩阵里的矩阵元素进行置乱变换，使得子密钥之间的关联性被削弱，无法利用AES密钥扩展算法从某个变换后的子密钥推算出其余子密钥，增强AES算法的加密安全性，从而保障了传输数据的安全性。而保障了传输数据的安全性。而保障了传输数据的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种数据加密和解密方法、装置及电子设备
[0001]本专利技术涉及信息安全
，特别涉及一种数据加密方法和装置、数据解密方法和装置及电子设备。
技术介绍
[0002]在互联网信息时代的蓬勃发展的时代，大量数据信息通过网络传输，因此，对信息传输安全性的要求也日益提高，信息加解密相关的算法也成为重要的研究议题。AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)算法是应用极为广泛的一种传统的加密算法，它利用密钥流生成随机密钥流，之后利用密钥对明文串加密获得密文串，以此来保护数据的安全。
[0003]现有技术中，AES算法通过密钥扩展算法来生成新的子密钥，新生成子密钥与上一轮密钥之间存在确定的关系；由于密钥扩展是具有可逆性，若某一轮的密钥被攻破，利用密钥拓展计算公式便可获得每一轮的密钥，甚至推导出种子密钥；种子密钥被破解后，明文数据信息也将被泄漏，数据的加密安全性将无法得到保障。
[0004]因此，如何能够增强AES算法的加密安全性，从而保障传输数据的安全性，是现今急需解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种数据加密方法和装置、数据解密方法和装置及电子设备，以增强AES算法的加密安全性，从而保障传输数据的安全性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种数据加密方法，包括：
[0007]获取高级加密标准AES算法的密钥；
[0008]对所述密钥进行AES密钥扩展，获取预设数量的子密钥；
[0009]对所述子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵；其中，所述子密钥矩阵与所述目标矩阵的行数相同且列数相同，所述矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；
[0010]利用所述目标矩阵，对待加密明文数据进行加密，获取密文数据；其中，所述待加密明文数据和所述密文数据的大小均为预设AES数据分组大小。
[0011]在一些实施例中，所述对所述子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵，包括：
[0012]对所述子密钥矩阵进行左右变换，得到左右变换矩阵；
[0013]对所述左右变换矩阵进行旋转变换，得到旋转变换矩阵；
[0014]对所述旋转变换矩阵进行映射变换，得到所述目标矩阵；其中，所述子密钥矩阵、所述左右变换矩阵、所述旋转变换矩阵和所述目标矩阵的行数相同且列数相同。
[0015]在一些实施例中，所述对所述左右变换矩阵进行旋转变换，得到旋转变换矩阵，包括：
[0016]对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别旋转90度，得到所述旋转变换矩阵；其中，所述划分方阵为4*4矩阵，划分方阵的数量为nm/16，n为所述左右变换矩阵的行数，m为所述左右变换矩阵的列数。
[0017]在一些实施例中，所述对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别旋转90度，得到所述旋转变换矩阵，包括：
[0018]对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别右旋90度，得到所述旋转变换矩阵；其中，c(i,m
‑
j
‑
1)＝b(i,j)，c(i,m
‑
j
‑
1)为所述旋转变换矩阵中行号为i+1且列号m
‑
j的矩阵元素，b(i,j)为所述左右变换矩阵中行号为i+1且列号j+1的矩阵元素。
[0019]在一些实施例中，所述对所述旋转变换矩阵进行映射变换，得到所述目标矩阵，包括：
[0020]利用预设置换矩阵，将所述旋转变换矩阵中的各矩阵元素分别映射变化到各自对应的位置，得到所述目标矩阵；其中，所述预设置换矩阵、所述旋转变换矩阵和所述目标矩阵的行数相同且列数相同。
[0021]在一些实施例中，所述对所述子密钥矩阵进行左右变换，得到左右变换矩阵，包括：
[0022]对所述子密钥矩阵进行垂直于中轴的对称变化，得到所述左右变换矩阵；其中，b(i,j)＝a(i,m
‑
j
‑
1)，b(i,j)为所述左右变换矩阵中行号为i+1且列号j+1的矩阵元素，a(i,m
‑
j
‑
1)为所述子密钥矩阵中行号为i+1且列号m
‑
j的矩阵元素，i大于或等于0且小于n，n为所述子密钥矩阵的行数，j大于或等于0且小于m，m为所述子密钥矩阵的列数。
[0023]本专利技术还提供了一种数据加密装置，包括：
[0024]密钥获取模块，用于获取高级加密标准AES算法的密钥；
[0025]密钥扩展模块，用于对所述密钥进行AES密钥扩展，获取预设数量的子密钥；
[0026]置乱变换模块，用于对所述子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵；其中，所述子密钥矩阵与所述目标矩阵的行数相同且列数相同，所述矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；
[0027]加密模块，用于利用所述目标矩阵，对待加密明文数据进行加密，获取密文数据；其中，所述待加密明文数据的大小为预设AES数据分组大小。
[0028]本专利技术还提供了一种数据解密方法，包括：
[0029]获取目标矩阵和待解密密文数据；其中，所述目标矩阵为对子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换生成的矩阵；所述子密钥为高级加密标准AES算法的密钥进行AES密钥扩展后得到的预设数量的密钥；所述子密钥矩阵与所述目标矩阵的行数相同且列数相同，所述矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；
[0030]利用所述目标矩阵，对所述待解密密文数据进行解密，获取明文数据；其中，所述待解密密文数据和所述明文数据的大小均为预设AES数据分组大小。
[0031]本专利技术还提供了一种数据解密装置，包括：
[0032]解密获取模块，用于获取目标矩阵和待解密密文数据；其中，所述目标矩阵为对子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换生成的矩阵；所述子密钥为高级加密标准AES算法的密钥进行AES密钥扩展后得到的预设数量的密钥；所述子密钥矩阵与所述目标矩阵的行数相同且列数相同，所述矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；
[0033]解密模块，用于利用所述目标矩阵，对所述待解密密文数据进行解密，获取明文数据；其中，所述待解密密文数据和所述明文数据的大小均为预设AES数据分组大小。
[0034]此外，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：
[0035]存储器，用于存储计算机程序；
[0036]处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述所述的数据加密方法和/或如上述所述的数据解密方法的步骤。
[0037]本专利技术所提供的一种数据加密方法，包括：获取高级加密标准AES算法的密钥；对密钥进行AES密钥扩展，获取预设数量的子密钥；对子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵；其中，子密钥矩阵与目标矩阵的行数相同且列数相同，矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；利用目标矩阵，对待加密明文数据进本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种数据加密方法，其特征在于，包括：获取高级加密标准AES算法的密钥；对所述密钥进行AES密钥扩展，获取预设数量的子密钥；对所述子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵；其中，所述子密钥矩阵与所述目标矩阵的行数相同且列数相同，所述矩阵置乱变换包括左右变换、旋转变换和/或映射变换；利用所述目标矩阵，对待加密明文数据进行加密，获取密文数据；其中，所述待加密明文数据和所述密文数据的大小均为预设AES数据分组大小。2.根据权利要求1所述的数据加密方法，其特征在于，所述对所述子密钥对应的子密钥矩阵进行矩阵置乱变换，生成目标矩阵，包括：对所述子密钥矩阵进行左右变换，得到左右变换矩阵；对所述左右变换矩阵进行旋转变换，得到旋转变换矩阵；对所述旋转变换矩阵进行映射变换，得到所述目标矩阵；其中，所述子密钥矩阵、所述左右变换矩阵、所述旋转变换矩阵和所述目标矩阵的行数相同且列数相同。3.根据权利要求2所述的数据加密方法，其特征在于，所述对所述左右变换矩阵进行旋转变换，得到旋转变换矩阵，包括：对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别旋转90度，得到所述旋转变换矩阵；其中，所述划分方阵为4*4矩阵，划分方阵的数量为nm/16，n为所述左右变换矩阵的行数，m为所述左右变换矩阵的列数。4.根据权利要求3所述的数据加密方法，其特征在于，所述对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别旋转90度，得到所述旋转变换矩阵，包括：对所述左右变换矩阵中的各划分方阵分别右旋90度，得到所述旋转变换矩阵；其中，c(i,m
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j
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1)＝b(i,j)，c(i,m
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j
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1)为所述旋转变换矩阵中行号为i+1且列号m
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j的矩阵元素，b(i,j)为所述左右变换矩阵中行号为i+1且列号j+1的矩阵元素。5.根据权利要求2所述的数据加密方法，其特征在于，所述对所述旋转变换矩阵进行映射变换，得到所述目标矩阵，包括：利用预设置换矩阵，将所述旋转变换矩阵中的各矩阵元素分别映射变化到各自对应的位置，得到所述目标矩阵；其中，所述预设置换矩阵、所述旋转变换矩阵和所述目标矩阵的行数相同且列数相同。6.根据权利要求2所述的数据加密方法，其特征在于，所述对所述子密钥矩阵进行左右变换，得到左右变换矩阵，包括：对所述子密钥矩阵进行垂直于中轴的对称变化，得到所述左右变换矩阵；其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙丹，
申请(专利权)人：山东云海国创云计算装备产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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