Rijndael算法的实现研究及应用

摘要

信息产业的发展使信息安全越来越受到重视,而密码算法又是信息安全的基础与核心。自从高级加密标准AES(Advaced Encryption Standard)取代了数据加密标准DES(Data Encryption Standard)成为新一代的加密标准以后,AES的核心算法Rijndael的研究一直倍受国内外学者的关注。 本文针对Rijndael算法的快速实现和应用做了研究。主要分为以下三个部分： 首先,对Rijndael算法原理,设计原则进行了介绍,并详细地描述了该算法的结构。 第二,对Rijndael算法进行了详细的分析,提出了快速有效的软件实现优化方法。该优化方法根据Rijndael算法的代换表S-box和轮函数的特点,在加密方面,对四个轮函数变换进行合并,并用4个256*256的表实现了轮函数的查表方法；在解密方面,实现了等价解密算法。由于轮函数是Rijndael算法的核心,整个算法的实现就可以转换为用查表、异或和移位操作来完成。并用c语言实现了优化后的Rijndael算法,验证了其高效性及正确性。 最后,介绍了图像的基本知识,分析了数字图像加密的特点,针对图像的数据量大,不适合直接加密,且数字图像都以压缩的形式出现等特点,提出了把小波变换与Rijndael算法相结合的图像加密方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.1.1.AES及Rijndael算法的概述

1.1.2.研究意义

1.2课题的研究现状

1.3课题的研究内容和来源

1.4本章小结

第2章Rijndael算法

2.1算法的数学基础

2.1.1有限域与域上多项式

2.1.2多项式运算

2.2 Rijndael算法的详细描述

2.2.1轮函数

2.2.2密钥调度

2.2.3加密算法

2.2.4解密算法

2.3本章小结

第3章Rijndael算法的优化实现

3.1 Rijndael算法的特点

3.2优化方法

3.2.1合并轮函数

3.2.2基于数学变换的优化方法

3.2.3解密算法的优化

3.2.4针对加密本身特点的快速实现原则

3.3 C语言的实现

3.4实验结果与分析

3.5本章小结

第4章数字图像加密

4.1数字图像的基本知识

4.1.1图像的数字化及分类

4.1.2数字图像的特点

4.2数字图像加密技术的概念

4.3 Rijndael在图像加密中的应用

4.4本章小结

结束语

参考文献

附录1

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢