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标题: AES加密算法的若干个问题？ [打印本页]
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:
0 Q* K. h6 i, C) v非线性层——进行Subbyte变换；
8 Z* r0 ]: Q7 c9 A4 _2 |2 G7 f线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；2 A2 W% `$ E) [
密钥加层——进行AddRoundKey运算。1 P0 i- }" T0 A, @- i+ p3 K7 y3 D
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。6 j; ^% i5 _# `% [
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 u( A* H+ v# D: Y1 j" \% I③ 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:' P# `! S9 _- r  [! E( _
8 k9 `* T6 Y, a1 ?6 }6 o+ P, V
*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
' i9 k" L5 T% y1 d
9 a" J. b: r' Z* G+ C8 B8 a+ y其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
0 W% ^# t& Z, |) ]. m
. S" t$ D5 H% q  B8 b! U 11.jpg 1 `1 k: H2 u5 R
0 {4 M7 t4 N6 C# E3 U: A1 ~
对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。3 a& v( t! e( Y( |' Q
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”。
4 q9 R6 f& w( o! h, j- O% Q+ q⑤ 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。5 Y% c* x2 U, ]* x! E- h7 l, T
二、轮变化 　　' N& P  f* \8 u1 z: @+ g) M6 f% _" }

: A  `1 y& d3 k. B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。, w' v& K2 S9 l+ d$ e/ _& `8 {

+ k+ j, b) A) h9 m8 {2 J+ @1 K# B 1.jpg
$ H" ^4 v: d; V8 `. W6 R
  z1 Q9 [" a& E) k* ?三、密钥扩展　　: U2 C3 Q) f3 j6 B) t: b  Z
, H* b0 q( e: o
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:
! n5 j+ U  v) J; p; p# R5 I8 x4 i. w
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]；
3 Z2 Z4 h/ \* c% i- k
8 J& Y2 M& Q* a8 ~② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；' y% |+ b# A* j$ Z

1 y' D, @" ^0 P③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。6 {5 b" L$ b1 }" _
: Q" w! j+ b. b% \1 y1 _6 f
这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
' j# d# l6 T2 j  w& W/ b0 b0 G  m) Y/ L' c" s; I& ?, W
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]。
% P  g. c' A, q: t8 a
+ ~2 t- r1 @. e& {$ DAES的加密与解密流程。; L) Z+ ]  V$ _3 J% j: _/ J3 m: ]
4 m' M/ Z2 ^7 |3 B2 y
12.jpg



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