Harpuneet-Singh/CS641_Course_Project

# 应用密码学 (CS641) 课程项目 本仓库包含了我针对印度理工学院坎普尔分校（IIT Kanpur）CS641 应用密码学课程的实现代码和报告，该课程由 Udaya Parampalli 教授（墨尔本大学）授课。 ## 概述 ### 1. 单表密码分析 (`Monoalphabetic_Cryptanalysis.ipynb`) 针对单表替换密码的频率分析攻击。我使用了二元/三元组统计以及迭代密钥恢复技术，对未知的英文密文进行了解密。 ### 2. AES-128 实现 (`AES_128_Implementation.ipynb`) 在 Python 中从零开始构建的完整 AES-128 加密与解密流水线，未使用任何外部加密库。 我的实现内容包括： - 用于 MixColumns 的 `GF(2^8)` 伽罗瓦域算术运算 - 完整的 Rijndael 密钥扩展方案 - AES 全部四种轮操作（SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey） - 带有字节级填充的 CBC（Cipher Block Chaining，密码块链接）模式加密与解密 ### 3. 相关性功耗分析 (`Correlation_Power_Analysis.ipynb`) 针对 AES 硬件实现的侧信道攻击。我使用了统计方法，从物理功耗轨迹中提取了秘密的加密密钥。 该攻击的工作原理如下： - 利用中间 SubBytes 输出的汉明重量（Hamming Weight）来建立理论功耗模型 - 计算假设功耗值与实际测量轨迹之间的皮尔逊相关系数（Pearson correlation coefficient） - 分别从 8 位 AES-128 和 32 位 AES-256 解密实现中，逐字节恢复完整的轮密钥 ## 仓库结构 ``` ├── Monoalphabetic_Cryptanalysis.ipynb # Frequency analysis attack ├── AES_128_Implementation.ipynb # Complete AES-128 pipeline + CBC mode ├── Correlation_Power_Analysis.ipynb # CPA side-channel attacks ├── docs/ │ ├── AES_128_Implementation_Report.pdf │ └── Correlation_Power_Analysis_Report.pdf └── README.md ``` ## 报告 `docs/` 文件夹包含了这两次作业的详细理论分析和书面解答，包括安全性证明和数学推导。

标签：AES, NoSQL, Python, 侧信道攻击, 密码学, 手动系统调用, 教学项目, 无后门, 相关性功耗分析, 逆向工具