AES解密算法：數據科學家的綜合指南

要實施AES解密，您可以利用Python或Java等編程語言提供的現有密碼庫或API. 這些庫經常封裝AES解密算法的複雜細節，使您可以專注於應用程序的更高級別方面.

什麼是AES算法?

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背景

在1990年代，由於其相對較小的56位密鑰尺寸，DES變得不安全. 因此，在1997年 高級加密標準 （（AES國家標準技術研究所（NIST）提出了公開呼籲提案的呼籲。. 下表顯示了AES與其前身的比較.

des AES
發達 1977年 2000
密碼類型 對稱塊密碼 對稱塊密碼
塊大小 64位 128位
鑰匙長度 56位 128/192/256位
安全 渲染不安全 被認為是安全的

什麼是AES算法?

這 AES算法 （也稱為 Rijndael算法）是一種對稱塊密碼算法，在128位的塊中採用純文本，並使用128、192和256位的鍵將其轉換為密文. 由於AES算法被認為是安全的，因此在全球標準中.

AES解密算法：數據科學家的綜合指南

在數據安全世界中，加密是一種基本技術，用於保護敏感信息. 高級加密標準（AES）是一種廣泛採用的對稱加密算法，可確保安全的通信和數據存儲. 在本文中，我們將深入研究AES解密算法，解釋其內部工作原理，並為數據科學家和軟件工程師提供實用的見解.

經過 土星雲 | 2023年7月18日，星期二|各種各樣的

AES解密算法：數據科學家的綜合指南

介紹

在數據安全世界中，加密是一種基本技術，用於保護敏感信息. 高級加密標準（AES）是一種廣泛採用的對稱加密算法，可確保安全的通信和數據存儲. 在本文中，我們將深入研究AES解密算法，解釋其內部工作原理，並為數據科學家和軟件工程師提供實用的見解.

了解AES加密

在進行AES解密之前，讓我們簡要介紹AES加密. AES是一種在固定大小的數據塊上運行的塊密碼算法. 它支持三個關鍵尺寸：128、192和256位. 要使用AES加密數據，使用秘密密鑰將明文轉換為密文，使其在沒有相應解密密鑰的情況下無法閱讀.

AES加密由幾輪組成，每一輪將一組操作應用於數據. 這些操作包括替換，排列和數據混合. 回合的數量取決於關鍵大小：128位鑰匙的10發子彈，192位鑰匙的12發子彈和256位鑰匙的14發子彈.

AES解密過程

AES解密是加密的逆過程. 它將密文和解密密鑰作為輸入，並產生原始明文. 解密算法逆轉加密過程中執行的操作，允許恢復原始數據.

讓我們概述AES解密過程中涉及的步驟：

  1. 鑰匙擴展：AES解密始於將加密鍵擴展到一組圓形鍵. 與加密相比，此步驟對於生成反向順序中使用的正確圓形鍵至關重要.
  2. 最初的回合：在最初的回合中，密文塊會經受反向鍵的添加，其中圓形鍵與密文一起固定.
  3. 回合：AES解密由多個回合組成，就像加密一樣. 每個回合涉及四個主要操作：逆替換，逆置換，逆混合和反向鍵添加. 與加密相比，這些操作以相反的順序進行.
  4. 最後一輪：最後一輪包括反替換，倒置和反向密鑰添加. 但是，最後一輪沒有反相反的操作.
  5. 輸出：在最後一輪之後，獲得了解密的明文，這是加密之前的原始數據的精確複製品.

實施AES解密

要實施AES解密，您可以利用Python或Java等編程語言提供的現有密碼庫或API. 這些庫經常封裝AES解密算法的複雜細節，使您可以專注於應用程序的更高級別方面.

在Python中，您可以使用Pycryptodome庫，該庫提供了一個簡單的界面以供AES解密：

從 加密.密碼 進口 AES 防禦 aes_decrypt（（密文, 鑰匙）： 密碼 = AES.新的（（鑰匙, AES.模式_ECB） 純文本 = 密碼.解密（（密文） 返回 純文本

在上面的示例中，密文表示加密數據，而密鑰是解密密鑰. AES.new（）函數用指定的鍵初始化AES密碼，然後cipher.解密（）執行解密操作，返回明文.

AES解密的最佳實踐

為了確保AES解密的安全性和有效性，請考慮以下最佳實踐：

  1. 密鑰管理：通過使用安全的鑰匙存儲機制和定期旋轉鍵，正確管理加密鍵. 避免使用源代碼中的硬編碼鍵或將其存儲在純文本文件中.
  2. 安全傳輸：在網絡上傳輸密文或解密鍵時，使用安全的通信協議（例如HTTPS或SSH）來防止竊聽或數據攔截.
  3. 使用安全的庫：始終使用受信任且經過審查的加密庫來實施AES解密. 這些圖書館經過嚴格的安全測試和維護，降低了脆弱性的風險.
  4. 保持軟件最新：定期更新您的軟件依賴性，包括加密庫，以合併安全補丁和錯誤修復. 過時的軟件可能包含攻擊者可以利用的已知漏洞.
  5. 保護環境：保護進行AES解密操作的系統和環境. 採用強大的訪問控制，網絡細分和入侵檢測系統來減輕未經授權訪問的風險.

結論

在本文中，我們探索了AES解密算法，這是數據安全的重要組成部分. 我們討論了AES解密的步驟，Python中AES解密的實施以及確保AES解密的最佳實踐.

作為數據科學家或軟件工程師，了解AES解密使您可以使用加密數據並開發安全的應用程序來保護敏感信息. 通過遵循本文概述的最佳實踐，您可以通過強大的AES解密技術確保數據的完整性和機密性.

請記住，AES的加密和解密在確保數據中起著至關重要的作用，並且在當今的數字景觀中了解加密算法至關重要.

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AES加密過程中的步驟

加密過程使用一組特殊派生的鍵，稱為圓形密鑰. 這些被應用於一系列數據，將這些數據應用於一個塊數據塊?要加密的數據. 我們稱之為狀態數組的陣列.

您將以下AES加密步驟進行128位塊：

  1. 從密鑰鑰匙中得出一組圓鍵.
  2. 用塊數據（明文）初始化狀態數組.
  3. 將初始回合鍵添加到起始狀態數組.
  4. 執行九輪國家操縱.
  5. 執行第十輪也是最後一輪操縱.
  6. 將最終狀態陣列複製為加密數據（ciphertext）.

巡迴賽被列為“九次最後一輪”的原因是因為第十輪涉及與其他人的操縱略有不同.

要加密的塊只是128位的序列. AES使用字節數量，因此我們首先將128位轉換為16個字節. 我們說“ convert”，但實際上，幾乎可以肯定的是已經存儲了這種方式. 在RSN/AE中的操作是在四行和四列的二維字節陣列上執行的. 在加密開始時，數據的16個字節，編號的D0 ? D15，加載到陣列中，如表A所示.5.

每個回合過程都需要一系列步驟來更改狀態數組. 這些步驟涉及四種類型的操作，稱為：

這些操作的細節很快就會描述，但首先我們需要更詳細地介紹圓形鑰匙的產生，因此之所以稱為，因為該過程中的每個回合都有不同.

用於加密的密鑰為128位長. 此鑰匙來自的地方並不重要；請參閱第10章關鍵層次結構以及如何生成時間加密密鑰. 密鑰已經是許多哈希和加密轉換的結果，並且當它到達AES塊加密時，它與身份驗證服務器持有的秘密主密鑰相去甚遠. 現在，最後，它用於生成一組11個128位圓形鍵，該鍵將與加密過程中的數據合併. 儘管有十發，但需要11個鍵. 查看這些鍵的最好方法是一個11個字節值的數組，每個值由四個32位單詞組成，如表A所示.6.

首先，第一輪密鑰rkey0只是初始化為密碼的值（這是通過鍵層次結構傳遞的秘密鍵）. 其餘十個鍵中的每個鍵都從此派生如下.

表A。.6. 圓形鑰匙陣列

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