12748

Изучение и исследование блокового шифра AES (Rijndael)

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа 5 Изучение и исследование блокового шифра AES Rijndael Цель работы Изучить преобразования выполняемые при шифровании и дешифровании сообщений в блоковом шифре AES а также исследовать некоторые его свойства . Используемое программное обеспечен...

Русский

2013-05-03

32.5 KB

27 чел.

Лабораторная работа 5

Изучение и исследование блокового шифра AES (Rijndael)

Цель работы

Изучить  преобразования , выполняемые при шифровании и дешифровании сообщений в блоковом шифре AES , а также исследовать некоторые его свойства .

Используемое программное обеспечение

Для работы используется специальная программа “Rijndael

Задание

1.Для случайно генерируемых сообщений и ключей просмотреть все операции , выполняемые в 10 раундах шифра , а также метод формирования раундовых ключей .

2.Просмотреть структуру основных раундовых операций (формирование обратных элементов , умножение на  матрицы , циклические сдвиги , сложение с раундовым ключом.)

3.Исследовать некоторые свойства шифра : выбор “слабых” ключей , размножение ошибок при шифровании и дешифровании.

4.Проверить “вручную” правильность вычисления обратных элементов и умножение на матрицы в конечных полях , выполняемых шифром.

Порядок

1. Установить программное обеспечение “Rijndael”.

2.Выполнить последовательно процедуры :

-генерировать случайный ключ , сохранить ключ,

-выбор блока данных , генерировать случайный блок и сохранить его,

--зашифровать ,

-номера раундов 1,2,…10.

Наблюдать последовательность выполняемых преобразований (в соответствии с теорией ) и результаты преобразований на каждом раунде , включая и преобразования раундовых ключей.

3. Выполнить процедуру дешифрования , наблюдая последовательные преобразования криптограммы в открытое сообщение аналогично п.2 .

Убедиться в обратном порядке формирования раундовых ключей.

4. Выбрав один из раундов (кроме нулевого), “раскрыть” (2cl. на S) структуру преобразования S. Далее в левом из двух появившихся квадратов выбрать (2cl.) одну из клеток .

Изучить в появившемся окне алгоритм формирования обратных элементов конечного поля и аффинно-линейное преобразование (умножение на двоичную матрицу и сложение с вектором).

5.Проверить при помощи вычислений на бумаге правильность нахождения обратного элемента в конечном поле GF() для заданного неприводимого полинома , образующего это поле.

6.Проверить правильность выполнения аффинно-линейного преобразования для выбранной клетки квадрата,

7.Проверить (по учебнику) правильность выполнения операции “Shift Rows”.

8.”Раскрыть”(2cl.) структуру операции “Mix Columns”.

В открывшемся окне изучить все выполняемые операции , использующие умножения в конечном поле GF( .

9.Вернувшись в основное меню , выбрать ключ , состоящий из всех нулей. Выполнить процедуру шифрование”.  Наблюдать увеличение “случайности” ключей и промежуточных криптограмм при переходе от раунда к раунду.

10.Выбрать открытое сообщение , состоящее из всех нулей . При случайно сгенерированном ключе , наблюдать изменение раундовых криптограмм,

Отчет

1.Название работы .

2.Проверка вручную правильности выполнения операции обращения элемента в конечном поле по п, 5.

3.Проверка правильности выполнения афинно-линейного преобразования по п.6, .

4.Первые три раундовых ключа и три раундовых криптограммы при задании нулевого ключа по п.9.

5.Первые три раундовые криптограммы при задании случайного ключа и нулевого  сообщения по п. ,.

6.Выводы по результатам выполнения пп.9-10,

Контрольные вопросы

1.Что такое конечное поле GF(?

2.Как представляются элементы в конечном поле и как выполняются все операции над этими элементами?

3.Являются ли операции умножения в конечном поле , нахождения обратного элемента и возведения в степень полиномиально сложными операциями?

4. Какую структуру имеет шифр AES?

5.Почему в состав операций , выполняемых шифром AES , входит операция обращения элементов в конечном поле?

Литература

В.И.Коржик, В.П.Просихин , “Основы криптографии “,Учебное пособие . “Линк”,2008 .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

37014. Основи програмування на мові асемблер та знайомство з програмним забезпеченням для виконання лабораторних робіт 234 KB
  Таким чином відрізняють три головних сегмента програми яким відповідають сегментні регістри процесора типу INTEL 8086: CS code segment тобто сегмент інструкцій програми; DS dt segment тобто сегмент даних які визначені користувачем; SS stck segment тобто сегмент стеку. Регістривказівники РВ IP interrupt point – адреса за якою на даний час припинено виконання програми або лічильник команд. Цей регістр безпосередньо зв'язаний з арифметикологічним пристроєм АЛП мікропроцесора який реалізує виконання команд програми на...
37016. Створення графічного інтерфейсу користувача 297 KB
  Згідно індивідуального завдання створити форму для введення даних та виведення розрахункових даних. На формі створити два перемикачі які визначають місце виведення результатів розрахунку. Створити процедури обробки подій форми. Згідно індивідуального завдання створити процедуру обробки одномірного масиву.
37017. Вивчення команд пересилки (переміщення) 246.5 KB
  В залежності від того які пристрої беруть участь в пересилці даних розрізняють слідуючі команди: загрузка пересилка і запис в память. Команди пересилки бувають однобайтовими двохбайтовими трьохбайтовими. Всі команди пересилки за виключенням команди POP PSW не міняють вмісту регістра ознак.
37018. Моніторинг вузлів мережі, серверів і активного мережевого обладнання засобами SNMP (OC Windows 2003 Server, OC Linux) 660.5 KB
  ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Вступ в SNMP Для успішного адміністрування мережі необхідно знати стан кожного її елемента з можливістю змінювати параметри його функціонування. Подібним мовою стала SNMP – Simple Network Mngement Protocol. Тому SNMP як безпосередньо мережевий протокол надає тільки набір команд для роботи зі змінними MIB.
37019. Утиліта - Dr. Hardware 1.54 MB
  Загальна інформація – надається користувачеві загальна інформація про комп’ютер та основні його характеристики . Диспетчер пристроїв – це інформація яка надається пристроям які підключенні до комп’ютера та додаткова інформація про них та їхній стан . Системна інформація – надається інформація про систему яка встановлена на даному комп’ютері . ресурси – інформація про ресурси які є на комп’ютері та як вони використовуються.
37020. Експрес-метод визначення коефіцієнтів плодоношення центральних бруньок вічок перед обрізуванням винограду і встановлення навантаження вічками 2.5 MB
  Експрес – метод визначення коефіцієнтів плодоношення центральних бруньок вічок перед обрізуванням винограду. Засвоїти методику швидкого визначення закладання зачатків суцвіть у центральних бруньках способом препарування зимуючих вічок під бінокулярним мікроскопом побудувати графіки розподілення коефіцієнтів плодоношення центральних бруньок і прийняти рішення щодо оптимізації довжини обрізування винограду.Експрес – метод визначення коефіцієнтів плодоношення центральних бруньок вічок перед обрізуванням винограду.
37021. Складання календарного плану робіт на винограднику і виноградній шкілці 97 KB
  Внесення мінеральних та органічних добрив Березеньквітень 1 2 3 Квітень Відкривання кущів винограду Остаточне обрізування кущів та заготівля чубуків Закінчення щеплення стратифікація та загартування щеп Садіння винограду та підсаджування на місцях випадів Ремонт шпалери та встановлення її на молодих Виноградниках Сухе підв'язування пагонів Вкладання підсадок для ліквідації зрідженості Садіння чубуків у шкілку Весняне чизелювання або культивація ґрунту на виноградниках Захист від весняних приморозків До розпус кання вічок Те саме “ “...
37022. Схема і методика ампелографічного опису морфологічних ознак органів виноградної рослини, що характеризують сорт 86.5 KB
  Після чого описують морфологічні ознаки: молодого і визрілого пагонів листка середнього ярусу квітки грона ягоди насінини. Технологічна характеристика: механічний склад грона і ягоди вихід сусла механічні властивості ягоди хімічний склад соку і його зміни в процесі достигання використання сорту і характеристика його продукції. Розмір грона визначають за його довжиною від основи до самої верхньої ягоди. Розрізняють дуже щільні якщо ягоди в гроні тісно притиснуті одна до одної і їх неможливо розсунути.