Уфимский государственный авиационный технический университет

ОТЧЕТ по лабораторной работе №2

по дисциплине:

«Защита информации»

на тему:

«АЛГОРИТМ AES (RIJNDAEL)»

Выполнили: бакалавры гр. ПРО-323

Алексеева А.В., Ишкинин Р. А.

Проверил: Узбекова Лилия Явгаровна

Содержание

Содержание 2

1. Цель работы

Освоение принципа работы алгоритма AES и приобретение практических навыков шифрования данных при помощи данного алгоритма в программном пакете CrypTool 1.4.30.

2. Ход работы

1.

Рисунок 1 Операция SubBytes

Рисунок 2 Операция ShiftRows

Рисунок 3 Операция MixColumns

Рисунок 4 Операция AddRoundKey

Рисунок 5 Процесс зашифровывания раунд 1-4

Рисунок 6 Процесс зашифровывания раунд 5-6

Рисунок 7 Процесс зашифровывания раунд 5-10 и результат

2.

Рисунок 8 Ввод массива данных и ключа

Рисунок 9 Процесс зашифровывания раунд 1-3

Рисунок 10 Процесс зашифровывания раунд 4-7

Рисунок 11 Процесс зашифровывания раунд 8-10 и результат

Расшифруем правильным ключом:

Рисунок 12 Ввод ключа и процесс расшифровки раунд 1 - 3

Рисунок 13 Процесс расшифровки раунд 4-7

Рисунок 14 процесс расшифровки раунд 8-10 и вывод

Если неправильный ключ:

Рисунок 15 Ввод ключа и процесс расшифровки раунд 1 – 3

Рисунок 16 Процесс расшифровки раунд 4-7

Рисунок 17 Процесс расшифровки раунд 8 - 10 и результат

3.

Рисунок 18 Создание документа

Рисунок 19 Ввод ключа

Рисунок 20 Результат

4.

Рисунок 21 Зашифрованный текст

Рисунок 22 Сколько времени займет анализ

Рисунок 23 Результаты анализа

5.

Правильный ключ

Рисунок 24 Ввод клчюа

Рисунок 25 Результат

Частично правильный ключ:

Рисунок 26 Результаты расшифровки частично правильным ключом

Неправильный ключ:

Рисунок 27 Результат расшифровки непарвильным ключом

6.

Рисунок 28 Зашифровка документа простым ключом

Рисунок 29 Результат анализа

Можно сделать вывод, что чем проще ключ, тем быстрее можно расшифровать.

3. Ответы на контрольные вопросы

1. Что такое раунд алгоритма? Какие основные преобразования выполняются в раунде алгоритма AES?

Раундом в криптографии называют один из последовательных шагов обработки данных в алгоритме блочного шифрования.

В каждом раунде алгоритма выполняются следующие преобразования:

SubBytes, ShiftRows, MixColumns, AddRoundKey

1. Какие действия выполняются в процессе каждой из операции раунда?

SubBytes(замена каждого байта массива данных согласно специальной таблице)

ShiftRows(циклический сдвиг влево всех строк массива данных, за исключением нулевой)

MixColumns(умножение каждого столбца массива данных)

AddRoundKey(наложение на массив данных материала ключа)

2. Зачем нужна процедура расширения ключа? В чем заключается ее суть?

Задача процедуры расширения ключа состоит в формировании нужного количества слов расширенного ключа для их использования в операции AddRoundKey. Под «словом» здесь понимается 4-байтный фрагмент расширенного ключа, один из которых используется в первичном наложении материала ключа и по одному – в каждом раунде алгоритма.

3. Чем отличается процедура зашифровывания и расшифровывания?

Расшифровывание выполняется применением обратных операций в обратной последовательности.

Операция InvShiftRows производит циклический сдвиг вправо трех последних строк массива данных на то же количество байтов, на которое выполняется сдвиг операция ShiftRows при зашифровывании.

Операция InvSubBytes производит побайтно обратную табличную замену.

Операция AddRoundKey, как и при зашифровывании, выполняет наложение на обрабатываемые данные четырех слов расширенного ключа . Однако нумерация раундов r при расшифровывании производится в обратную сторону – от (R-1) до 0.

Операция InvMixColumns выполняет умножение каждого столбца массива данных аналогично прямой операции MixColumns.

Выводы

Освоили принцип работы алгоритма AES и приобрели практические навыки шифрования данных при помощи данного алгоритма в программном пакете CrypTool 1.4.30.

Уфа – 2021