AES在分布式管理信息系统中的应用研究

作     者：叶朝岭 

作者单位：哈尔滨理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张宏

授予年度：2009年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

主      题：分布式管理信息系统 加密 分组密码 高级加密标准 

摘      要：本课题《AES在分布式管理信息系统中的应用研究》来源于实际项目。随着分布式管理信息系统广泛地应用,信息安全问题也日益突出。在这样的背景下,本文研究AES及其改进方案,并将改进后的算法应用到实际的系统中增强系统安全性,必将对信息安全技术研究应用起到积极的作用。 通过分析AES的设计准则、基本原理和整体结构,以及采用MATLAB实现AES,可以发现,AES是一种SP型分组密码,其S盒是算法唯一的非线性部件,是决定整个算法安全性的关键部件之一。因此,分析S盒性能,改进其构造方法是本文主要的研究方向之一。 本文采用MATLAB求解S盒及逆S盒的代数表达式,分析了S盒在非线性度、差分均匀度、严格雪崩距离、代数次数及项数、仿射变换周期和迭代输出周期等方面的性质,发现AES的S盒并不是完美的,存在S盒代数表达式过于简单、仿射变换周期和迭代输出周期过短等问题。本文通过调整S盒的计算顺序、选择合适的仿射变换、增加一次仿射变换来构造新的S盒。改进后S盒的严格雪崩准则距离为372,改进的S盒及逆S盒的代数表达式均有254项,其仿射变换周期和迭代输出周期分别为16和256。 本文以黑龙江信息港的分布式企业管理信息系统为例,介绍了开发分布式管理信息系统时所涉及的需求调研、总体设计、编码实现等内容。本文完成了改进后AES的C++实现,对实现进行优化和封装,提高其性能和复用性。最好将实现应用到系统中,来保护系统中的敏感信息的安全。