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。
4 C" j6 z4 F; J# B9 U3 n② 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:
1 R0 O+ X+ b+ Q2 h, \+ t5 x
*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
5 @) H6 v6 X$ W. L
其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

2 |) b4 [7 b) O( c6 \+ @
- K# s' N# p  S- G) h
* a8 ]( f" a) r6 K3 t对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
& f% k4 I& k+ b5 U+ _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 　　
& Z% T7 _$ d' f8 @( J) o
: L8 v: a) r) A% y7 p" i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。
% T/ a% M) T( _% p# d% z
+ U1 }( Z% U6 D1 M
+ n5 w: L0 x$ _1 B# a2 m
' y1 k* ?8 v/ j5 A8 i三、密钥扩展　　
) q1 r1 L* }1 g8 {& ?) H2 v7 v4 z+ u
: ?' x! r1 E2 e$ kAES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:

% h" i* }% y. g. H2 n① 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；
- ^% y7 m6 B" ?
0 A' h$ @" h0 y( J3 V③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
8 Q: N) U9 H6 I% b5 C" n
这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
6 E0 Q6 K4 J1 p$ z; P, k
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]。

+ d% a" E8 Q  Z  GAES的加密与解密流程。