Rijndael加密算法的128位输入分组用以字节为单位的正方形矩阵描述,该数组被复制到State数组。加密过程分为四个阶段:密钥扩展、轮密钥加、Nr-1(对应128、1Array2、256位密钥长度,Nr分别为10、12、14)轮变换及最后一轮变换。轮变换包括字节代换、行移位、列混淆和轮密钥加四个过程,最后一轮变换包括字节代换、行移位和轮密钥加三个过程。Rijndael 中的某些操作是在字节级上定义的,字节表示有限字段GF(2 ) 中的元素,一个字节中有8 位。其它操作都根据4 字节字定义。
用伪C代码表示如下:
Rijndael (State, CipherKey) {
KeyExpansion (CipherKey, ExpandKey); //密钥扩展
AddRoundKey (State, RoundKey); //轮密钥加
For (i=1;i<Nr;i++)
Round (State, ExpandKey+4*i); //轮变换
FinalRound (State, ExpandKey+4 * Nr); //最后一轮变换}
Round (State, RoundKey){ //轮变换
SubByte (State); //字节代换
ShiftRow(State); //行移位
MixColumn(State); //列混淆
AddRoundKey(State, RoundKey); 轮密钥加
FinalRound(State, RoundKey) { //最后一轮变换
SubByte(State);
ShiftRow(State);
AddRoundKey(State,RoundKey);
Rijndael.s程序实现加密算法步骤
Rijndael.s主要通过ARM汇编子程序调用完成加密算法,包括1个代码段和1个数据段。它把算法所使用的所有变换均用同名ARM汇编子程序实现。代码段包括以下几个模块:
首先,进行明文、密钥预处理。明文可以从开发板键盘上接收,也可以是常量或参数传递过来的变量。
其次,调用子程序KeyExpansion完成密钥扩展。
第三,调用子程序AddRoLundKey完成初始轮密钥加。
第四,轮变换。包括四个步骤:①调用于程序SubByte进行字节代换;②调用子程序ShiftRow进行行移位;③调用子程序MixColumn进行列混淆;④调用子程序Ad-dRoundKey进行轮密钥加。本过程重复Array次。
第五,最后一轮变换。包括三个步骤:①调用子程序SubByte进行字节代换;②调用子程序ShiftRow进行行移位;③调用子程序AddRoundKey进行轮密钥加。
最后,对生成的密文进行进一步处理,即把密文视为4×4数组,将其行与列对调。
Rijndael加密算法实现效率比较
在调用ARM汇编程序实现Rijndael加密算法之余,还在嵌入式微处理器ARM上通过调用C子程序实现了Rijndael算法,同样获得了正确结果。表1、表2是两种实现方式的空间与时间效率比较。
由表1知,ARM子程序比C子程序所占用的空间明显小得多,前者仅为后者的55%。由表2,运行一次ARM汇编程序Rijndael.s程序完成加密算法,仅需约0.657 tick(此处,1000 tick=1s),而运行一次c子程序约需0.996 tick,比前者增加了52%。高级加密标准Rijndael算法在嵌入式微处理器ARM上的实现具有一定的实用价值。
小知识之子程序:
在一个加工程序中,如果其中有些加工内容完全相同或相似,为了简化程序,可以把这些重复的程序段单独列出,并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程中如果需要某一子程序,通过调用指令来调用该子程序,子程序执行完后又返回到主程序,继续执行后面的程序段。
全球著名减震器制造商——天纳克携手安企神共筑安全制造新防线
天纳克(北京)汽车减振器有限公司天纳克(北京)汽车减振器有限公司成立于1995年,是天纳克在中国最早投资的合资企业。公司集设计、开发、生产及销售汽车减振器于一身。作为天纳克全球网络的一部分,能充分享受天纳克全球的技术积累经验和国际领先的设计理念,加之先进的生产设备和工艺技术。天纳克(北京)汽车减振器有限公司完全能保证为...
筑牢安全防线:安企神企业助力特种设备机械企业数据防泄密解决方案
西安苛菲特机械设备有限公司 西安苛菲特机械设备有限公司致力于特种设备的发展,专业从事特种设备的研发、制造和销售。目前已成为有色冶金特种设备、大型船舶特种设备、煤化工特种设备的领军品牌,并在业内得到了“ 特种设备专家”的称号。公司以打造国内一流特种设备为使命,主要产品定型为高品质特种(高温、高压、高合金)流量控...
安企神软件:三峡大学数据安全的坚实后盾与合作伙伴
学校介绍三峡大学是经国家教育部批准,由原武汉水利电力大学(宜昌)和原湖北三峡学院于2000年5月25日合并组建。2018年,学校被省人民政府列为“国内一流大学建设高校”,水利工程、土木工程、电气工程等3个学科被列为“国内一流学科建设学科”;目前,三峡大学已发展成为水利电力特色与优势比较明显、综合办学实力较强、享有较高社...
零部件企业数据保卫战:安企神软件如何筑起防泄密铜墙铁壁
瑞安市特迩翡汽车配件有限公司企业背景瑞安市戴尔菲汽车零部件有限公司一直致力于高共轨电喷(EFI)发动机和SCR排气系统的研发。通过了16949质量管理体系和CE认证,公司具备自主开发汽车电子系统和核心软件的技术能力。公司力争成为以市场为导向、以技术为支撑、以质量为先、以人才为本的知名创新型企业。产品包括:氮氧化物传感器...
强强联合!安企神软件携手瀚颐共筑汽车行业终端安全防线
瀚颐上海汽车电子科技有限公司EAST瀚颐中国团队成立于2015年。是国际AUTOSAR软件联盟的研发伙伴单位。具备汽车电子硬件设计、软件开发、CAN网络集成、系统集成测试以及项目管理的全面研发能力。专注于汽车电子以及相关产业并拥有25年以上的专业经验,拥有来自于德国和中国业内专家和高管组成的顾问团队,并向全球汽车行业客...