CTCS-3中AES算法研究與軟件實現(xiàn).pdf

1、CTCS-3級列控系統(tǒng)（Chinese Train Control System-3）是《鐵路科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中具有全局性、戰(zhàn)略性、前瞻性的十項重大專項之一，是提高中國鐵路運輸能力的保障。CTCS-3系統(tǒng)安全通信的關鍵因素之一是所采用的DES算法的安全性能。但是DES算法存在在弱密鑰等方面的安全隱患而AES算法在安全性上遠遠優(yōu)于DES算法，因此采用AES算法代替DES算法保障CTCS-3安全通信就顯得非常必要。 首先，本

2、文概要地介紹了CTCS-3安全通信，分析總結了CTCS-3傳輸網(wǎng)絡以及自身的安全隱患，指出DES算法的安全性是保障CTCS-3系統(tǒng)安全的重要條件之一。對比DES算法，論述了AES算法的優(yōu)越性以及研究CTCS-3系統(tǒng)中AES的意義。 其次，在介紹AES算法基本原理的基礎上，主要討論AES優(yōu)化實現(xiàn)方案。本章描述所采用的軟件實現(xiàn)的模塊圖?；诩用芙饷苣K的相關性，采用AES加密、解密模塊集成共用，降低實現(xiàn)成本。同時采用AES對偶密碼等

3、效實現(xiàn)方法和結合基于GF（22）求GF（28）元素逆的有限域擴張思想所改進的SubByte變換，降低了AES算法實現(xiàn)復雜度。本文還討論在有限域上求逆的3種不同方法及其適用范圍以及有限同構域間映射關系的求法。 最后，討論了AES S盒的馬爾可夫性，指出S盒迭代循環(huán)周期較短的缺點。介紹了兩種求迭代循環(huán)周期為256的AES S盒：窮舉法和簡易求法優(yōu)缺點。簡易求法采用交換真值表部分元素位置，設計循環(huán)迭代周期為256的新AES S盒。結合