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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；
/ `) P: [8 L& f4 F. M) H线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
* |& T, e! W* i& A7 L" X% n7 @! s密钥加层——进行AddRoundKey运算。
① 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。
* D! u% `' @5 V, M② 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]。
! k+ V3 B7 z- q/ r9 w; q③ 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:
7 {/ W+ G& O1 W( ^* i
*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

/ D' E' g2 o; x+ K. y其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

# H' x; }* s7 {
1 c+ L( a# i1 G; P2 t0 P0 O" d2 p8 ]& B
+ @1 @5 ~9 t0 S* j对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
7 i3 z1 d1 N& ^+ Y- c7 e$ u④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
⑤ 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。
$ |$ i( J/ C4 W/ i' R二、轮变化 　　

9 `" Z& X1 [! `) M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。
# B5 x. s: r" I2 o/ ?3 v
5 z' N% [- t) o4 ?! q2 j0 U# M
: @# t+ r6 d1 K
3 S+ v& V6 v+ M  E  z4 s: g三、密钥扩展　　

) Y' N+ v% `. K; ]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:
& g. X. \* P% h! |5 I4 K7 S
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]；
* |7 [: A! g# t: c
- x( N: K1 t. B7 ^& |2 S9 G* w② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

) ]: _, I: g% [. o$ N- Z③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

, r- c! o/ b3 K1 m9 W" R/ h4 h这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　

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]。

AES的加密与解密流程。

) u9 G/ [& u; c' n7 P% u

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