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在线离线的双轮AES加密算法研究

2021-10-18孙杰全晓峰柳杨李海涛王成松高宇许健宇陆仲达

齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2021年6期

孙杰,全晓峰,柳杨,李海涛,王成松,高宇,许健宇,陆仲达

(国网黑龙江省电力有限公司齐齐哈尔供电公司,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

由于物联网节点间的开放性,使得数据传输过程中极易受到外部攻击,导致信息传输不完整。因此数据的加密保护极为重要。传统的DES(Data Encryption Standard)加密由于密钥短加密能力较弱,已无法满足目前加密需求。因此,美国NIST采用AES加密作为一种新的加密标准。AES加密算法基于SPN(Substitution Permutation Network)架构,对明文进行多轮置乱和扩散操作,转化为密文。近年来,研究人员提出对AES加密算法改进的方法,将SubBytes变换成圆密钥相关,ShiftRows由传统的按行移位转化成随机移位,提高了加密性能[1]。刘等[2]采用一种新的仿射变换产生S盒,在利用平方剩余算法产生随机密钥流序列的方法对AES算法进行改进。结果表明,改进的AES算法有效的提升了加密的性能。虽然改进后的AES算法的安全性能得到了提升,但是却需要更多的计算资源,对于部分轻量级设备的加密产生了巨大的挑战。王等[3]提出了高效可撤销的身份基在线离线加密方案,方案利用在线离线加密技术在得知身份之前离线完成大部分的加密工作,在得知身份之后轻量级设备在离线密文的基础上进行少量运算即可得到密文。李等[4]在ABE加密算法的基础上引入在线/离线加密技术,将加密算法分为离线和在线两个加密过程。其中,离线加密可以在准备阶段完成加密预处理,在线加密基于预处理结果快速高效地完成最终加密。……

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