S-AES加密解密算法研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1系统研究目的及意义

随着通讯、网络技术和计算机技术的发展，各种形式的数字化信息技术以及逐渐成为我们日常生活中不可或缺的一部分。在享受数字化信息技术给我们带来的便捷和高效时，数据泄漏带来的安全性问题也日益突出。随着个人与社会对信息安全的重视，国家也开始将信息安全列入日程。信息安全技术中最为基础和核心的就是加密技术。

rijndael标准在世纪初被确定为美国高级加密标准（aes）用于替代des算法成为目前商业数据加密的国际标准。aes加密技术属于对称加密技术中的分组加密技术，它与其前辈des一样，加密算法的逆操作就是解密算法。

但是由于aes加密算法轮次较多并且密钥长度较长，所以加解密所需的计算时间较长。因此通过减少轮次，合并变化操作等方式对aes算法进行简化并研究其在各种条件下的安全性表现就显得十分有意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1系统设计整体内容及目标

本文的研究内容是利用并通过exit.js环境来搭建一个s-aes加解密算法系统，系统包含的功能如下：伪随机数生成器生成s-aes的密钥；实现s-aes加密算法:包括轮密钥加、半字节代替、行移位、列混淆等；实现s-aes解密算法：包括行移位求逆、半字节代替求逆、列混淆求逆、轮密钥加等；通过改进s盒的机制来实现简化aes算法的目的。

2.2拟采取的技术方案及措施

本系统的基础算法原理为aes加密算法，其是一种轮次加密算法，加密过程主要由轮密钥加、字节代替、行移位和列混淆四个部分循环操作构成。：

字节代替：我们把初始轮得到的状态矩阵经过一个置换盒，会输出一个新的矩阵，我们这里叫它为字节代替矩阵；行移位：利用算法的扩展性进行 4*4 矩阵的内部字节的置换，正向行移位用于加密，通常向左移动 8bit, 反之，逆向行移位用于解密，通常向右移动 8bit；列混乱：利用矩阵的乘法进行列混淆；轮密钥加：在每一轮结束的时候，需要把列混乱矩阵和下一轮的密钥做一下异或操作，得到一个新的矩阵，称之为轮密钥加矩阵。

3. 研究计划与安排

1）第1-2周：查阅有关的参考资料并完成开题报告；翻译英文资料（不少于5000汉字），并交予指导教师检查。

2）第3-4周：学习aes加密流程，以及相关的数论基础。

3）第5周：查阅相关资料学习现有的aes改进方法，总结改进思路。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 韦永壮，胡予濮. 简化aes-192盒aes-256的相关密钥矩形新攻击. 西安电子科技大学计算机网络与信息安全教育部重点实验室.2008

[2] 张海青，金晨辉. aes 型密钥编排方案扩散不完全性的研究及应用. 战略支援部队信息工程大学.2019

[3] 王如燕，李阳.针对 aes 结构的差分故障分析方法效率改进研究,2018