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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；
' V: R2 N2 @# H1 r! K5 R: r! F3 c线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
. W* q4 A0 d* F: E! U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。
② 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]。
5 S7 h4 P9 F6 `( s( b" y/ m* @③ 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:
( S0 }' U" N' k% y
) g8 K; p# p; M- g& }# X*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

其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
, \" x  o8 M# E/ i$ O8 y6 y" ?


$ @; p/ ]7 i4 x$ y' N5 e对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
6 O% V- G& u( o④ 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。
( X( k" `; n6 x0 {二、轮变化 　　

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。

" z8 v% h  e1 a0 z
' S5 ?( y. ^& Q
三、密钥扩展　　
4 E- u+ C4 r0 A: G+ Q; Q' R/ s- r/ g
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:
6 U( |3 |( J: C  c
- t6 B% c4 X9 r1 o1 L6 Q① 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]；
6 X; T" Y0 O+ W& q7 t' E1 l
8 T; C9 Y# V- |3 }② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
5 p2 @: h- Q  c$ m% Y
& D+ c( Q. |1 O3 @+ C③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
' m: S) h5 Z0 ?
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。
; a+ Q+ }# }& [) m. p, ^1 j' u

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