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:
9 K7 _9 r. l! B( m/ D, x非线性层——进行Subbyte变换；
& G8 g6 B% b7 e/ }; y线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
0 W3 [% U# x7 L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。
3 B: X' u  g- U4 _& o0 C" A) c6 b7 a# s② 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]。
- C( ^8 ?: d) S7 R4 r* h③ 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:

5 E  r& ^5 l4 v1 X) A) t*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

& [4 x8 M" V# a" A0 Y+ L其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
% o' y$ X' ^: Q9 |

: t7 ?: G9 y2 k) H- ~9 R
# |  n8 Q9 K2 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)。
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 　　

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。
+ Y/ v" U' Z2 |6 a( ^
5 B  y/ P  Q) d$ @% t& k9 e7 G7 k
* _- m. D, H' ^8 C+ p0 Q
三、密钥扩展　　
, a, b9 H4 ]- G# \1 Z
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:
4 G9 k3 @5 k! i" u* Z
& H  r, v; E- c9 `& i① 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]；
! {1 D8 u6 O! j2 r# z0 U, I8 j; `
% P3 }9 \3 ^8 h! T8 {% {5 J② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

+ E( S8 U; K; f0 J& F③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

7 e, _5 n5 T7 ]) O- K, w6 V% w% W% h这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
3 T4 G3 x) t  ~; D$ q
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]。

- V( }% v5 {) u1 V+ h* FAES的加密与解密流程。