AES 函式庫

AES 函式庫Speaker : Chungyi Wang

Advisor: Quincy Wu

2007/10/4 2

outline

加密的目的加密法簡介

對稱式加密演算法非對稱式加密演算法 (RSA)

DES 簡介 AES 簡介 AES 函式庫 Demo Reference

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加密的目的純紙本的時代

戰爭時傳遞訊息電子資訊的時代

個人隱私資訊特定接收者的保護

考量的因素安全度速度鑰匙 (Key) 的型態

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對稱式加密演算法 (1/2)

鑰匙僅有一把用此鑰匙對文件進行加密，且用此鑰匙對加密過後

的文件解密凱薩加密法、 DES 、 AES… 等

凱薩加密法從字母 (a~z) 挑選一個當作起頭，接著後面的進而

取代之

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對稱式加密演算法 (2/2)凱薩加密法

a b c d e f g h i j k l m

a

n o p q r s t u v w x y z

a b c d e f g h i j k l m

u v w x y z a b c d e f g

n o p q r s t u v w x y z

h i j k l m n o p q r s t

明文： t e s t f o r t h i s

密文： n y m n z i l n b c m

。雙方事先溝通，或者是僅需知道字母 g 即可解密

。但是可能的排列只有 26 種，很容易被暴力法破解

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非對稱式加密演算法 (RSA) (1/2)

鑰匙共有兩把 Public key ( 可公佈 ) Private key ( 私人擁有 )

非對稱發送者用收件者的 Public key 進行加密收件者則用自己的 Private key 進行解密

沒有該 Private key 則難以解開運用兩個大的質數為原理作加密

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=RSA&variant=zh-tw

2007/10/4 7

非對稱式加密演算法 (RSA) (2/2)

加密

Receiver’s Private-key

解密

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DES 簡介 1976 年被美國聯邦政府的聯邦信息處理標準

選中，其短密鑰長度 (56bits) 安全性備受外界質疑

DES 目前已經被視為一種不安全的加密方式目前已經由 AES 取代之相關資訊

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=DES&variant=zh-tw

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AES 簡介 (1/2)

Advanced Encryption Standard (AES) 亦稱 Rijndael 加密法

採用密鑰長度 16 、 24 or 32 bytes 由美國國家標準與技術研究院（ NIST ）於 2

001 年 11 月 26 日發佈，並在 2002 年 5 月 26日成為有效的標準

目前為夠安全的加密方法沒有一個加密方法絕對安全，或者是永遠安全

2007/10/4 10

AES 簡介 (2/2)

相較於 DES 密鑰長度較長，且 AES 可以選擇三種不同長度的加

密 ( 本報告選取的函式庫也支援 20 、 28bytes 的長度 )

AES 設計易於實作，且記憶體需求較小縱然 Triple-DES 安全但速度比 AES 慢

詳細 AES 過程請於內容請參考 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=

AES&variant=zh-tw

2007/10/4 11

AES 函式庫 (1/12)

採用之 AES 函式庫 http://fp.gladman.plus.com/cryptography_technolo

gy/rijndael/index.htm source code:

http://fp.gladman.plus.com/cryptography_technology/rijndael/aessrc.zip

此函式庫之優點：程式獨立檔案較小

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加密流程Init

Fill rand

Read file

enc

Write file

一次讀取 16bytes一次加密一個區塊

From source

To encrypted

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init aes_init

輸入 key 的型態為 char 且用 16 進位表示，於此步驟會檢查 key 是否符合正確型態，並且取得 key 的長度

aes_enc_key 所建立的的 key 會正確存入 ctx 結構當中，並且紀錄回

合以及加解密的所在區塊

關於加密或解密都是使用 aes_init 以及 aes_enc_key 來進行初始動作

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AES 函式庫 (4/12) encrypt

CBC mode

from:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/d/d3/Cbc_encryption.png

2007/10/4 15


EBC mode

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/c/c4/Ecb_encryption.png

2007/10/4 16


aes_encode(…) do CBC chaining prior to encryption encrypt the block write data(dbuf by BLOCK_LEN) into file

2007/10/4 17


1616

16

⊕

buf

dbuf

16buf

decrypt CBC(Cipher Block Chaining) chaining

for(i = 0; i < BLOCK_LEN; ++i)buf[i] ^= dbuf[i];

aes_enc_blk 對於已經設置好的區塊進行加密

write

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dbuf

ctx

buf

write

dbuf : 加密用的陣列

buf : 明文陣列

dbuf

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解密流程Init

First read

Read file

dec

Write file

一次讀取 16bytes一次解密一個區塊

From encrypted

To decrypted

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b2

b2->b1

dbuf

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/6/66/Cbc_decryption.png

b1

dbuf : 解密用的陣列

b2 : 密文陣列

b1 : 暫存陣列

ctx

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init 與加密一樣也採用 aes_init 和 aes_dec_key 初始

aes_decode(…) decrypt input buffer unchain CBC using the last ciphertext block write data

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decrypt aes_dec_blk(…); unchain CBC using the last ciphertext block

for(i = 0; i < BLOCK_LEN; ++i)dbuf[i] ^= b1[i];

write

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Demo

執行結果 ./encode ./decode

程式說明 encrypt.c decrypt.c aesmatt.h

Makefile 必須加入必須的 obj

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Reference 凱薩加密法

http://en.wikipedia.org/wiki/Caesar_Cipher RSA

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=RSA&variant=zh-tw

DES http://en.wikipedia.org/wiki/Des

AES http://en.wikipedia.org/wiki/Aes

AES 函式庫 http://fp.gladman.plus.com/cryptography_technology/rijnda

el/index.htm 投影片範例：

http://ms11.voip.edu.tw/~chungyi/ncnu-research/aes/aesdemo.zip

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