Vorwort

Der Advanced Encryption Standard (AES) ist ein weit verbreiteter Blockchiffrieralgorithmus, der als Standard für die Verschlüsselung von Daten verwendet wird. Er wurde 2001 vom National Institute of Standards and Technology (NIST) als Ersatz für den Data Encryption Standard (DES) eingeführt und ist seitdem weltweit in vielen Anwendungen implementiert.

Grundlagen

Der AES ist ein symmetrischer Blockchiffrieralgorithmus, der auf dem Feistel-Algorithmus basiert. Er arbeitet mit 128-Bit-Blocks und verwendet eine Schlüssellänge von 128, 192 oder 256 Bit. Die Verwendung von verschiedenen Schlüssellängen ermöglicht es, die Sicherheit an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anzupassen.

Chiffrierungsprozess

Der Chiffrierungsprozess des AES besteht aus https://vasy-casino-online.de/ vier Hauptkomponenten:

  1. Rundfunktion : Die Rundfunktion ist ein Kernbestandteil des AES und wird verwendet, um die Daten zu vermischt. Sie arbeitet mit einer 8×8-Matrix und enthält eine Reihe von Bitwechseln, Verschiebungen und Addierungen.
  2. SubBytes : Die SubBytes-Funktion ist ein wichtiger Bestandteil der Rundfunktion und wird verwendet, um die Daten zu vermischt. Sie arbeitet mit einer 8×8-Matrix und enthält eine Reihe von Bitwechseln und Addierungen.
  3. ShiftRows : Die ShiftRows-Funktion ist ein weiterer wichtiger Bestandteil der Rundfunktion und wird verwendet, um die Daten zu vermischt. Sie arbeitet mit einer 8×8-Matrix und enthält eine Reihe von Verschiebungen.
  4. MixColumns : Die MixColumns-Funktion ist das letzte wichtige Element des AES und wird verwendet, um die Daten zu mischen. Sie arbeitet mit einer 8×8-Matrix und enthält eine Reihe von Bitwechseln und Addierungen.

Dekrieverfahren

Das Dekrieverfahren des AES besteht aus denselben Schritten wie das Chiffrierverfahren, aber in umgekehrter Reihenfolge. Der Schlüssel wird daher umgedreht und die Rundfunktion wird rückwärts durchgeführt.

Implementierung

Die Implementierung des AES kann auf verschiedenen Ebenen erfolgen:

  1. Hardware : Die Hardwareimplementierung ist die schnellste Möglichkeit, den AES zu implementieren. Sie kann jedoch auch sehr komplex sein und erfordert eine spezielle Hardware.
  2. Software : Die Softwareimplementierung ist die einfachste Möglichkeit, den AES zu implementieren. Sie kann jedoch auch langsamer sein als die Hardwareimplementierung.
  3. Mikrocontroller : Die Implementierung des AES auf einem Mikrocontroller ist eine weitere Möglichkeit, ihn zu verwenden. Diese Methode erfordert jedoch einen gewissen Aufwand.

Beispielcode

Ein Beispiel für eine AES-Implementierung in C: 

  #include <stdio.h> #include <stdint.h> void aes_encrypt(uint8_t *key, uint8_t *plaintext, uint8_t *ciphertext) { // Chiffrierungsprozess for (int i = 0; i < 128 / 8; i++) { uint32_t block = *(uint32_t *)(plaintext + i * 16); // Rundfunktion block = sub_bytes(block, key); block = shift_rows(block, key); block = mix_columns(block, key); // Chiffrieren des Blocks *(uint32_t *)(ciphertext + i * 16) = block; } } void aes_decrypt(uint8_t *key, uint8_t *ciphertext, uint8_t *plaintext) { // Dekrieverfahren for (int i = 0; i < 128 / 8; i++) { uint32_t block = *(uint32_t *)(ciphertext + i * 16); // Rückwärtschiffrieren des Blocks block = inverse_mix_columns(block, key); block = shift_rows_inverse(block, key); block = inverse_sub_bytes(block, key); // Entschlüsseln des Blocks *(uint32_t *)(plaintext + i * 16) = block; } }

Fazit

Der AES ist ein weit verbreiteter Blockchiffrieralgorithmus, der aufgrund seiner Sicherheit und Effizienz weltweit in vielen Anwendungen verwendet wird. Die Implementierung des AES kann auf verschiedenen Ebenen erfolgen: Hardware, Software oder Mikrocontroller. Ein Beispielcode für eine AES-Implementierung in C wurde bereitgestellt.

Quellen

  • National Institute of Standards and Technology (NIST): Advanced Encryption Standard (AES)
  • Wikipedia: Advanced Encryption Standard

Hinweis: Dies ist ein generierter Text und keine wissenschaftliche Arbeit. Die Inhalte sind nur zur Information geeignet und sollten nicht als Ersatz für fachkundige Informationen verwendet werden.