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；
2 u+ m2 l1 ~' L线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
$ g9 Q0 s0 ~, N1 }1 v% c8 k密钥加层——进行AddRoundKey运算。
1 W; b" {  I# {2 L: J- N) x! k① 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。
7 d9 J. K9 G% U- \* |" O② 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]。
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:
- J: a, V$ G& ]+ Z. E. B! i1 k
*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
: P! c$ p1 t( k# R5 s
其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
0 @7 C& l, ~, W. E+ t3 f' n: A
6 b, s+ V% ?7 }. i; h/ \
5 t) D2 k2 l# _+ z. L- N4 p" q
对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
5 l8 v' ]: q& f* s4 E④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
: z+ |- X- U5 K" {& y. G- p⑤ 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。
1 b1 i0 x3 E+ a/ g. q& O二、轮变化 　　
9 C4 h6 g; a9 [0 P8 M& A" Z
( K4 o  J  Y; J7 S. L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。
: ?: i9 g& G8 d+ L6 A$ N, ~. R9 v3 H1 v


三、密钥扩展　　

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]；

( Z9 _- H8 }* ], D: |% p1 Q0 Z② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
( ]4 o+ ?- R, T1 V( {  w# a
& P% I9 {) [$ I* L/ f③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
6 a% s. y* T8 r
! Q' i' c9 z! N8 m* x' G. B7 p这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
0 m5 h" j2 n% v' L1 r
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]。

4 ^: t5 z4 o; _: P( |AES的加密与解密流程。
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