AES加密算法的若干个问题？

wangzheng3056

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；
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]。
/ h* G0 s" D4 k/ m③ 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:
- [; S' R5 s- b' B
- Y) @- z9 j+ W- W7 F! a: F*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]。

7 L9 f+ M* |7 O, V
: S$ E0 J$ Z9 }3 |' R
1 A( i  n  W3 B% W$ o$ y! z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”。
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。
二、轮变化 　　

) L6 r' k$ N8 r5 c/ @! K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。

, b$ C) w) m& g# K1 Q7 A$ b

三、密钥扩展　　

+ p' u4 f; m+ |; _1 y: B- uAES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 D9 ~8 ^. V9 V% j+ }* V① 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]；

② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
8 ?* V5 o9 w8 }2 l
6 |4 ]6 [- t; R1 i# c' G这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
& p0 ^3 Q6 _2 r$ |. a1 O7 k4 |
/ ]1 a, u7 I4 b8 Y- k  w9 M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]。
+ U& V& p) j! P. c. o4 H4 T
1 z$ y; l% |# }2 fAES的加密与解密流程。
: l; Z/ ?3 D" G# g
# i7 y' Z: X6 r7 ~; g9 n, a, u/ w