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标题: AES加密算法的若干个问题？ [打印本页]

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作者: wangzheng3056    时间: 2013-8-6 09:36
AES每一个圈变换由以下三个层组成:
非线性层——进行Subbyte变换；
线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
, H6 t! |5 Z0 o$ }! F密钥加层——进行AddRoundKey运算。
" t' C) `! D, D0 b$ E$ e① Subbyte变换是作用在状态中每个字节上的一种非线性字节转换,可以通过计算出来的S盒进行映射。
3 k3 z$ z8 T$ X9 Y" T) l② ShiftRow是一个字节换位。它将状态中的行按照不同的偏移量进行循环移位，而这个偏移量也是根据Nb的不同而选择的[3]。
7 T# q' |# O. |9 r$ S③ 在MixColumn变换中,把状态中的每一列看作GF(28)上的多项式a(x)与固定多项式c(x)相乘的结果。 b(x)=c(x)*a(x)的系数这样计算:
' |  J9 e: @6 E; ], [6 U
% O: l3 k; q& q4 T*运算不是普通的乘法运算,而是特殊的运算，即 b(x)=c(x)·a(x)(mod x4+1) 对于这个运算 b0=02。a0+03。a1+a2+a3 令xtime(a0)=02。a0
9 m; S5 S, Z3 L3 `
其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

7 y* m: v0 |5 l* T4 U1 V$ O. [

2 L% b1 t2 |+ r对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
  P% [$ K1 p; f( f, I% P( D- A8 N⑤ 根据线性变化的性质[1],解密运算是加密变化的逆变化。这里不再详细叙述。
' b$ W( y2 o' a9 c# s7 D8 M二、轮变化 　　
' c# R7 c% I/ k4 X4 o
对不同的分组长度，其对应的轮变化次数是不同的,如表1所列。
3 S" }7 E1 _, H, L
- @5 m2 I$ a0 f: d  j' P
: K* M. }2 C" Y+ \: e4 Y: Q' a
+ t' b0 U3 O' z: F; d& Q) v) h7 J三、密钥扩展　　
7 u+ d5 |+ F2 P$ S8 V
AES算法利用外部输入密钥K(密钥串的字数为Nk),通过密钥的扩展程序得到共计4(Nr+1)字的扩展密钥。它涉及如下三个模块:

① 位置变换(rotword)——把一个4字节的序列[A,B,C,D]变化成[B,C,D,A]；
/ r2 H! k/ M, O8 V4 U9 G
( y5 c& c0 H0 b3 Q, K( B5 h+ S② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

  ]7 t5 k4 y- v  k③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
+ ~  c* v( R# \8 P0 P
; K7 y7 X* y6 \' ]( O这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
" o9 ?" n$ A/ h/ J
扩展密钥的生成：扩展密钥的前Nk个字就是外部密钥K；以后的字W[[ｉ]]等于它前一个字W[[i-1]]与前第Nk个字W[[i-Nk]]的“异或”,即W[[ｉ]]=W[[i-1]]W[[ｉ- Nk]]。但是若ｉ为Nk的倍数,则W[ｉ]=W[i-Nk]Subword(Rotword(W[[ｉ-1]]))Rcon[i/Nk]。
; R5 X9 ~0 `, S1 E
' [( G2 I$ c1 Q; T0 t3 yAES的加密与解密流程。
5 x) w5 x; _! G
- u) B1 x" R  e/ v$ T

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