Βήματα αλγόριθμου AES

Contents

Αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης AES: Ένας περιεκτικός οδηγός για τους επιστήμονες δεδομένων

Για να εφαρμόσετε την αποκρυπτογράφηση AES, μπορείτε να αξιοποιήσετε τις υπάρχουσες κρυπτογραφικές βιβλιοθήκες ή API που παρέχονται από γλώσσες προγραμματισμού όπως η Python ή η Java. Αυτές οι βιβλιοθήκες συχνά ενσωματώνουν τις σύνθετες λεπτομέρειες του αλγόριθμου αποκρυπτογράφησης AES, επιτρέποντάς σας να εστιάσετε στις πτυχές υψηλότερου επιπέδου της εφαρμογής σας.

Ποιος είναι ο αλγόριθμος AES?

Πολλοί υποψήφιοι απορρίπτονται ή μειώνονται σε τεχνικές συνεντεύξεις λόγω κακής απόδοσης σε συνεντεύξεις συμπεριφοράς ή πολιτιστικής προσαρμογής. ACE Οι συνεντεύξεις σας με αυτό το δωρεάν μάθημα, όπου θα ασκήσετε με σιγουριά την αντιμετώπιση των ερωτήσεων για τη συμπεριφορά.

Λάβετε δωρεάν πορεία
Λάβετε δωρεάν πορεία

Ιστορικό

Στη δεκαετία του 1990, η DES έγινε ανασφαλής λόγω του σχετικά μικρού μεγέθους κλειδιού 56-bit. Έτσι, το 1997, το Προχωρημένο πρότυπο κρυπτογράφησης (ΑΕ) προτάθηκε ως απάντηση σε δημόσια έκκληση για προτάσεις από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST). Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς συγκρίνεται η AES με τον προκάτοχό του.

Ερασιτέχνης	ΑΕ
Αναπτηγμένος	1977	2000
Τύπος κρυπτογράφησης	Συμμετρικός κρυπτογραφημένος μπλοκ	Συμμετρικός κρυπτογραφημένος μπλοκ
Μέγεθος μπλοκ	64 κομμάτια	128 κομμάτια
Βασικός μήκος	56 κομμάτια	128/192/256 bits
Ασφάλεια	Αποδίδεται ανασφαλής	Θεωρείται ασφαλής

Ποιος είναι ο αλγόριθμος AES?

ο Αλγόριθμος ΑΕ (επίσης γνωστό ως το Αλγόριθμος Rijndael) είναι ένας συμμετρικός αλγόριθμος κρυπτογράφησης μπλοκ που παίρνει απλό κείμενο σε μπλοκ 128 bits και τα μετατρέπει σε κρυπτογράφημα χρησιμοποιώντας πλήκτρα 128, 192 και 256 bits. Δεδομένου ότι ο αλγόριθμος AES θεωρείται ασφαλής, βρίσκεται στο παγκόσμιο πρότυπο.

Αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης AES: Ένας περιεκτικός οδηγός για τους επιστήμονες δεδομένων

Στον κόσμο της ασφάλειας των δεδομένων, η κρυπτογράφηση είναι μια θεμελιώδης τεχνική που χρησιμοποιείται για την προστασία ευαίσθητων πληροφοριών. Το προηγμένο πρότυπο κρυπτογράφησης (AES) είναι ένας ευρέως υιοθετημένος συμμετρικός αλγόριθμος κρυπτογράφησης που εξασφαλίζει ασφαλή επικοινωνία και αποθήκευση δεδομένων. Σε αυτό το άρθρο, θα βουτήξουμε βαθιά στον αλγόριθμο αποκρυπτογράφησης AES, εξηγώντας τις εσωτερικές λειτουργίες του και παρέχοντας πρακτικές γνώσεις για τους επιστήμονες και τους μηχανικούς λογισμικού δεδομένων και τους μηχανικούς λογισμικού.

Με Σύννεφο του Κρόνου | Τρίτη, 18 Ιουλίου 2023 | Διάφορα

Αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης AES: Ένας περιεκτικός οδηγός για τους επιστήμονες δεδομένων

Εισαγωγή

Κατανόηση της κρυπτογράφησης AES

Πριν βυθίσουμε σε αποκρυπτογράφηση AES, ας αγγίξουμε εν συντομία την κρυπτογράφηση AES. Το AES είναι ένας αλγόριθμος κρυπτογράφησης μπλοκ που λειτουργεί σε μπλοκ σταθερού μεγέθους δεδομένων. Υποστηρίζει τρία βασικά μεγέθη: 128, 192 και 256 bits. Για να κρυπτογραφήσετε τα δεδομένα με AES, χρησιμοποιείται ένα μυστικό κλειδί για να μετατρέψει το απλό κείμενο σε κρυπτογράφημα, καθιστώντας το δυσανάγνωστο χωρίς το αντίστοιχο κλειδί αποκρυπτογράφησης.

Sitios de anime más seguros

Η κρυπτογράφηση AES αποτελείται από διάφορους γύρους, με κάθε γύρο να εφαρμόζει ένα σύνολο εργασιών στα δεδομένα. Αυτές οι λειτουργίες περιλαμβάνουν την υποκατάσταση, τη μετάθεση και την ανάμειξη των δεδομένων. Ο αριθμός των γύρων εξαρτάται από το μέγεθος του κλειδιού: 10 γύρους για πλήκτρα 128 bit, 12 γύρους για πλήκτρα 192 bit και 14 γύρους για πλήκτρα 256 bit.

Διαδικασία αποκρυπτογράφησης AES

Η αποκρυπτογράφηση AES είναι η αντίστροφη διαδικασία κρυπτογράφησης. Παίρνει το κρυπτογράφημα και το κλειδί αποκρυπτογράφησης ως είσοδο και παράγει το αρχικό πεδίο. Ο αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης αντιστρέφει τις λειτουργίες που εκτελούνται κατά τη διάρκεια της κρυπτογράφησης, επιτρέποντας την ανάκτηση των αρχικών δεδομένων.

Ας περιγράψουμε τα βήματα που εμπλέκονται στη διαδικασία αποκρυπτογράφησης AES:

Βασική επέκταση: Η αποκρυπτογράφηση AES ξεκινά με την επέκταση του κλειδιού κρυπτογράφησης σε ένα σύνολο στρογγυλών πλήκτρων. Αυτό το βήμα είναι απαραίτητο για τη δημιουργία των σωστών στρογγυλών πλήκτρων που χρησιμοποιούνται στην αντίστροφη σειρά σε σύγκριση με την κρυπτογράφηση.
Αρχικός γύρος: Στον αρχικό γύρο, το μπλοκ κρυπτογράφησης υποβάλλεται σε προσθήκη αντίστροφου κλειδιού, όπου το κλειδί στρογγυλού κλειδιού είναι xored με το κρυπτογράφημα.
Γύρους: Η αποκρυπτογράφηση AES αποτελείται από πολλαπλούς γύρους, ακριβώς όπως η κρυπτογράφηση. Κάθε γύρος περιλαμβάνει τέσσερις κύριες λειτουργίες: αντίστροφη υποκατάσταση, αντίστροφη μετάθεση, αντίστροφη ανάμιξη και προσθήκη αντίστροφου κλειδιού. Αυτές οι λειτουργίες εκτελούνται με την αντίστροφη σειρά σε σύγκριση με την κρυπτογράφηση.
Τελικός γύρος: Ο τελικός γύρος περιλαμβάνει αντίστροφη υποκατάσταση, αντίστροφη μετατόπιση και προσθήκη αντίστροφου κλειδιού. Ωστόσο, δεν υπάρχει αντίστροφη λειτουργία ανάμιξης στον τελικό γύρο.
Παραγωγή: Μετά τον τελικό γύρο, λαμβάνεται το αποκρυπτογραφημένο στίχο, το οποίο είναι ένα ακριβές αντίγραφο των αρχικών δεδομένων πριν από την κρυπτογράφηση.

Εφαρμογή αποκρυπτογράφησης AES

Για να εφαρμόσετε την αποκρυπτογράφηση AES, μπορείτε να αξιοποιήσετε τις υπάρχουσες κρυπτογραφικές βιβλιοθήκες ή API που παρέχονται από γλώσσες προγραμματισμού όπως η Python ή η Java. Αυτές οι βιβλιοθήκες συχνά ενσωματώνουν τις σύνθετες λεπτομέρειες του αλγόριθμου αποκρυπτογράφησης AES, επιτρέποντάς σας να εστιάσετε στις πτυχές υψηλότερου επιπέδου της εφαρμογής σας.

Στο Python, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη βιβλιοθήκη PyCryptodome, η οποία παρέχει μια απλή διεπαφή για αποκρυπτογράφηση AES:

από Κρυπτογράφηση.Κρυπτογράφημα εισαγωγή ΑΕ ριπής aes_decrypt(κρυπτογράφημα, κλειδί) κρυπτογράφημα = ΑΕ.νέος(κλειδί, ΑΕ.Mode_ecb· απλό κείμενο = κρυπτογράφημα.αποκρυπτογραφώ(κρυπτογράφημα· ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ απλό κείμενο

Στο παραπάνω παράδειγμα, το ciphertext αντιπροσωπεύει τα κρυπτογραφημένα δεδομένα και το κλειδί είναι το κλειδί αποκρυπτογράφησης. Οι ΑΕ.Η νέα () λειτουργία αρχικοποιεί τον κρυπτογραφημένο AES με το καθορισμένο πλήκτρο και ο κρυπτογραφημένος.decrypt () εκτελεί τη λειτουργία αποκρυπτογράφησης, επιστρέφοντας το plaintext.

Avast ne me laissera pas me connecter à Internet

Βέλτιστες πρακτικές για αποκρυπτογράφηση AES

Για να διασφαλίσετε την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα της αποκρυπτογράφησης AES, εξετάστε τις ακόλουθες βέλτιστες πρακτικές:

Βασική διαχείριση: Διαχειριστείτε σωστά τα πλήκτρα κρυπτογράφησης χρησιμοποιώντας ασφαλείς μηχανισμούς αποθήκευσης κλειδιών και τακτικά περιστρεφόμενα πλήκτρα. Αποφύγετε τα πλήκτρα hardcoding στον πηγαίο κώδικα ή την αποθήκευση σε αρχεία απλού κειμένου.
Ασφαλής μετάδοση: Κατά τη μετάδοση κλειδιά κρυπτογράφησης ή αποκρυπτογράφησης μέσω ενός δικτύου, χρησιμοποιήστε ασφαλή πρωτόκολλα επικοινωνίας όπως HTTPS ή SSH για να αποτρέψετε την παρακολούθηση ή την παρακολούθηση δεδομένων.
Χρησιμοποιήστε ασφαλείς βιβλιοθήκες: Πάντα να χρησιμοποιείτε αξιόπιστες και καλά ετικέτες κρυπτογραφικές βιβλιοθήκες για την υλοποίηση της αποκρυπτογράφησης AES. Αυτές οι βιβλιοθήκες υφίστανται αυστηρές δοκιμές και συντήρηση ασφαλείας, μειώνοντας τον κίνδυνο τρωτών σημείων.
Διατηρήστε το λογισμικό ενημερωμένο: Ενημερώστε τακτικά τις εξαρτήσεις του λογισμικού σας, συμπεριλαμβανομένων των κρυπτογραφικών βιβλιοθηκών, για να ενσωματώσετε τα μπαλώματα ασφαλείας και τις διορθώσεις σφαλμάτων. Το ξεπερασμένο λογισμικό μπορεί να περιέχει γνωστές ευπάθειες που μπορούν να εκμεταλλευτούν οι επιτιθέμενοι.
Εξασφαλίστε το περιβάλλον: Προστατέψτε τα συστήματα και τα περιβάλλοντα όπου πραγματοποιούνται οι εργασίες αποκρυπτογράφησης του AES. Χρησιμοποιήστε ισχυρούς ελέγχους πρόσβασης, τμηματοποίηση δικτύου και συστήματα ανίχνευσης εισβολών για να μετριάσετε τον κίνδυνο μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης.

συμπέρασμα

Σε αυτό το άρθρο, διερευνήσαμε τον αλγόριθμο αποκρυπτογράφησης AES, ένα βασικό συστατικό της ασφάλειας δεδομένων. Συζητήσαμε τα βήματα που εμπλέκονται στην αποκρυπτογράφηση του AES, την εφαρμογή αποκρυπτογράφησης AES στην Python και τις βέλτιστες πρακτικές για ασφαλή αποκρυπτογράφηση.

Ως επιστήμονας δεδομένων ή μηχανικός λογισμικού, η κατανόηση της αποκρυπτογράφησης του AES σας επιτρέπει να συνεργαστείτε με κρυπτογραφημένα δεδομένα και να αναπτύξετε ασφαλείς εφαρμογές που προστατεύουν τις ευαίσθητες πληροφορίες. Ακολουθώντας τις βέλτιστες πρακτικές που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο, μπορείτε να διασφαλίσετε την ακεραιότητα και την εμπιστευτικότητα των δεδομένων μέσω ισχυρών τεχνικών αποκρυπτογράφησης AES.

Θυμηθείτε, η κρυπτογράφηση και η αποκρυπτογράφηση του AES διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξασφάλιση δεδομένων και η διατήρηση των κρυπτογραφικών αλγορίθμων είναι ζωτικής σημασίας στο σημερινό ψηφιακό τοπίο.

Σχετικά με το σύννεφο του Κρόνου

Το Cloud Saturn είναι η λύση all-in-one για την Science Data & ML Ανάπτυξη, ανάπτυξη και αγωγοί δεδομένων στο σύννεφο. Περιστρέψτε ένα σημειωματάριο με 4TB μνήμης RAM, προσθέστε μια GPU, συνδεθείτε σε ένα κατανεμημένο σύμπλεγμα εργαζομένων και πολλά άλλα. Εγγραφείτε σήμερα και λάβετε 150 ώρες δωρεάν υπολογισμού ανά μήνα.

Βήματα στη διαδικασία κρυπτογράφησης AES

Η διαδικασία κρυπτογράφησης χρησιμοποιεί ένα σύνολο ειδικά παραγόμενων πλήκτρων που ονομάζονται στρογγυλά πλήκτρα. Αυτά εφαρμόζονται, μαζί με άλλες λειτουργίες, σε μια σειρά δεδομένων που κρατά ακριβώς ένα μπλοκ δεδομένων?τα δεδομένα που πρέπει να κρυπτογραφηθούν. Αυτός ο πίνακας ονομάζουμε το state array.

¿Cómo sabe Google lo que estoy buscando?

Λαμβάνετε τα ακόλουθα βήματα AES κρυπτογράφησης για ένα μπλοκ 128-bit:

Αποκτήστε το σύνολο των στρογγυλών πλήκτρων από το κλειδί κρυπτογράφησης.
Αρχικοποιήστε τη συστοιχία κατάστασης με τα δεδομένα μπλοκ (PlainText).
Προσθέστε το αρχικό κλειδί γύρου στη συστοιχία εκκίνησης.
Εκτελέστε εννέα γύρους κρατικής χειραγώγησης.
Εκτελέστε τον δέκατο και τελευταίο γύρο του κράτους.
Αντιγράψτε την τελική συστοιχία κατάστασης ως κρυπτογραφημένα δεδομένα (ciphertext).

Ο λόγος για τον οποίο οι γύροι έχουν αναφερθεί ως “εννέα ακολουθούμενες από έναν τελικό δέκατο γύρο” είναι επειδή ο δέκατος γύρος περιλαμβάνει έναν ελαφρώς διαφορετικό χειρισμό από τους άλλους.

Το μπλοκ που πρέπει να κρυπτογραφηθεί είναι απλώς μια ακολουθία 128 bits. Το AES λειτουργεί με ποσότητες byte, οπότε μετατρέπουμε πρώτα τα 128 bits σε 16 bytes. Λέμε “μετασχηματισμό”, αλλά, στην πραγματικότητα, είναι σχεδόν σίγουρα αποθηκευμένο με αυτόν τον τρόπο ήδη. Οι λειτουργίες σε RSN/AEs εκτελούνται σε μια δισδιάστατη σειρά byte τεσσάρων σειρών και τεσσάρων στηλών. Στην αρχή της κρυπτογράφησης, τα 16 bytes των δεδομένων, αριθμημένα D0 ? D15, φορτώνονται στον πίνακα όπως φαίνεται στον Πίνακα α.5.

Κάθε γύρος της διαδικασίας κρυπτογράφησης απαιτεί μια σειρά βημάτων για να αλλάξετε τη συστοιχία κατάστασης. Αυτά τα βήματα περιλαμβάνουν τέσσερις τύπους λειτουργιών που ονομάζονται:

Οι λεπτομέρειες αυτών των λειτουργιών περιγράφονται σύντομα, αλλά πρώτα πρέπει να εξετάσουμε λεπτομερέστερα στη γενιά των στρογγυλών πλήκτρων, που ονομάζονται έτσι επειδή υπάρχει διαφορετική για κάθε γύρο της διαδικασίας.

Το κλειδί κρυπτογράφησης που χρησιμοποιείται για κρυπτογράφηση έχει μήκος 128 bits. Από όπου προέρχεται αυτό το κλειδί δεν είναι σημαντικό εδώ. Ανατρέξτε στο Κεφάλαιο 10 σχετικά με την ιεραρχία των βασικών. Το κλειδί κρυπτογράφησης είναι ήδη το αποτέλεσμα πολλών μετασχηματισμών κατακερματισμού και κρυπτογραφίας και, από τη στιγμή που φτάνει στην κρυπτογράφηση του μπλοκ AES, απέχει πολύ από το μυστικό κύριο κλειδί που κατέχει ο διακομιστής ελέγχου ταυτότητας. Τώρα, τελικά, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός συνόλου από έντεκα στρογγυλά πλήκτρα 128-bit που θα συνδυαστούν με τα δεδομένα κατά τη διάρκεια της κρυπτογράφησης. Παρόλο που υπάρχουν δέκα γύρους, χρειάζονται έντεκα κλειδιά επειδή ένα επιπλέον κλειδί προστίθεται στην αρχική συστοιχία κατάστασης πριν ξεκινήσει ο γύρους. Ο καλύτερος τρόπος για να δείτε αυτά τα κλειδιά είναι μια σειρά από έντεκα τιμές 16 byte, το καθένα από τέσσερα λόγια 32 bit, όπως φαίνεται στον Πίνακα Α.6.

Αρχικά, το πρώτο γύρο key rkey0 απλά αρχικοποιείται στην τιμή του κλειδιού κρυπτογράφησης (δηλαδή το μυστικό κλειδί που παραδίδεται μέσω της ιεραρχίας κλειδιών). Κάθε ένα από τα υπόλοιπα δέκα πλήκτρα προέρχεται από αυτό ως εξής.

Πίνακας α.6. Στρογγυλός πίνακας κλειδιών