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:
# I: o4 `' j- |* u0 P% G& n非线性层——进行Subbyte变换；
7 F6 Q1 P7 ^" {线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
* Y) J) S4 g# [$ ~+ H' {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]。
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:

* g) Y' ~5 ~% A) {$ L4 S*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
* M  M$ |( ~' Q: t9 p: w
其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。


- ^) J( @; B/ G& _& a5 n" g7 z
, R2 a* }4 Q+ 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)。
% M+ @! M" M3 Z6 C! E; [/ f④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
' V, a; s3 Y7 f- h⑤ 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 　　

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。



( o0 ~( E( Y2 @' ]- @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:

5 ~: f, w7 M) l  t① 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]；
$ M8 H. I5 R0 ?3 A' ^/ j
② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
$ x; W, \( q  O3 T1 Q2 E
0 d  X* Z# C5 T) ?2 |/ c& q③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
! I4 ^6 X( Q- J2 G" g5 I+ r
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。

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