[發(fā)明專利]一種密碼評測試驗系統(tǒng)及密碼評測試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811106736.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109194491B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金希俊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京六合安通科技有限公司
• 主分類號: H04L9/36
• 分類號: H04L9/36;H04L9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種密碼評測試驗系統(tǒng)，包括：(1)加密機(jī)；(2)加密集密鑰產(chǎn)生加注單元，包括密鑰產(chǎn)生器及密鑰注入器；(3)測試測量設(shè)備，包括數(shù)據(jù)采集器、數(shù)字示波器及邏輯分析儀；(4)數(shù)據(jù)分析單元，包括相互連通的商用計算機(jī)，交換機(jī)及服務(wù)器；(5)功能測試儀；及(6)模擬工作終端，包括模擬機(jī)載數(shù)據(jù)終端、地面數(shù)據(jù)終端及RVT數(shù)據(jù)終端。還公開了相應(yīng)的方法，包括：1，執(zhí)行加密：選擇加密算法；選擇明文和密鑰進(jìn)行加密；輸出到文件形成密文；2，執(zhí)行檢測：選擇檢測方法；確定輸入內(nèi)容；根據(jù)輸入內(nèi)容檢測；3，執(zhí)行對比：選擇檢測方法的算法；上傳用戶檢測工具；分別調(diào)用系統(tǒng)原有和用戶上傳檢測工具執(zhí)行檢測；對比檢測結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于高級加密標(biāo)準(zhǔn)的密碼評測試驗系統(tǒng)以及相應(yīng)的密碼評測試驗方法。

背景技術(shù)

AES是一種迭代、對稱密鑰分組的密碼，根據(jù)算法設(shè)計要求工作密鑰長度 256位、信息密鑰長度128位。對于AES算法運算是在一個稱為狀態(tài)的二維字節(jié)數(shù)組上進(jìn)行的。一個狀態(tài)由4行組成，每一行包括Nb個字節(jié)，Nb等于分組長度除以32，信息密鑰長度為128位，因此，Nb＝4，該值反映了狀態(tài)中32bit 的字的個數(shù)(列數(shù))；工作密鑰長度256位，因此，Nk＝8，反映了密鑰中32bit 字的個數(shù)(列數(shù))。而AES算法的輪數(shù)Nr僅依賴于密鑰長度Nk，輪數(shù)和密鑰長度的關(guān)系可以表示為：Nr＝6+Nk。AES加密解密過程中，每一輪都需要一個與輸入分組具有相同長度的擴(kuò)展密鑰W[i]的參與。由于外部輸入的加密密鑰長度有限,所以在算法中要用一個密鑰擴(kuò)展程序把外部密鑰擴(kuò)展成更長的比特串,以生成各輪的加密和解密密鑰。通過生成器產(chǎn)生Nr+1輪密鑰，每個輪密鑰由Nb個字組成，共有Nb(Nr+1)個字W[i]，i＝0,1，……，Nb(Nr+1)-1。對于 AES加密算法中的加密和解密變換，AES算法使用的輪函數(shù)由4個不同的以字節(jié)為基本單位的變換復(fù)合而成，該過程由四個不同的階段組成：(1)S盒變換，用一個S盒完成分組中的按字節(jié)代替；(2)行移位變換，一個簡單的置換；(3) 列混淆變換，一個利用在域GF(28)上的算術(shù)性的代替；(4)輪密鑰加變換，一個利用當(dāng)前分組和擴(kuò)展密鑰的一個部分進(jìn)行按位異或。AES對數(shù)據(jù)的加密過程是通過把輸入的明文和密鑰由輪函數(shù)經(jīng)Nr輪迭代來實現(xiàn)的，結(jié)尾輪與前Nr-1 輪不同。前Nr-1輪依次進(jìn)行S盒變換、行移位變換、列混淆變換和輪密鑰加變換；結(jié)尾輪與前Nr-1輪相比去掉了列混淆變換。

基本變換包括：

(1)S盒變換

S盒變換是一個基于S盒的非線性置換，它用于輸入或中間態(tài)的每一個字節(jié)通過一個簡單的查表操作，將其映射為另一個字節(jié)。映射方法是：把輸入字節(jié)的高4位作為S盒的行值，低4位作為列值，然后取出S盒中對應(yīng)行和列的元素作為輸出。例如，輸入為“89”(十六進(jìn)制)的值所對應(yīng)的S盒的行值為“8”，列值為“9”，S盒中相應(yīng)位置的值為“a7”，就說明“89”被映射為“87”。

(2)列混淆變換

列混淆變換實現(xiàn)逐列混淆，其方法是：

s'(x)＝c(x)·s(x)mod(x⁴+1)

其中，c(x)＝{03}·x³+{01}·x²+{01}·x+{02}，{x}內(nèi)的數(shù)表示是字節(jié)。

用矩陣表示為

(3)行移位變換

行移位變換完成基于行的循環(huán)移位操作，即行移位變換的作用在中間態(tài)的行上，第0行不動，第1行循環(huán)左移1個字節(jié)，第2行循環(huán)左移2個字節(jié)，第 3行循環(huán)左移3個字節(jié)。

(4)輪密鑰加變換

輪密鑰加變換用于將輸入或中間態(tài)S的每一列與一個密鑰字W[i]進(jìn)行按位異或，其中，W[i](i＝0,1,···,4(Nr+1)-1)由原始密鑰通過密鑰擴(kuò)展算法產(chǎn)生。