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。
5 K7 |+ j  _. J# L) B3 b) n5 c  v② 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:

*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
. }! _+ t3 X# ]9 r' w' g5 o
$ G) L6 l2 h2 H6 r% `7 i- e其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

- J5 F2 e) H2 m- ]8 x' i
' w) D. [" |7 O! T. I' }/ Z) s* j
1 B1 a0 H2 y# Z4 P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。
; p+ l8 t" P' C1 m5 Y; q9 Q8 T二、轮变化 　　
5 \9 N0 X2 {1 N4 C4 z0 U
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。
1 S1 n- C0 D# s# Q: W9 o" g


+ y: |" V# b0 w! n* R三、密钥扩展　　
* \3 L5 I3 g0 p9 j4 Q1 b2 p1 n2 F
2 h3 X8 J. w) d( i2 _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:
6 a7 {0 w, |6 w7 B$ W) T
$ `. B* @$ e; C" W9 Q, Z① 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]；
, `  d  \( J- l5 ]- C
% Y1 j1 A6 O3 w) q. K. \② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
& J2 q+ h% \; _+ }4 r
③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
, Z6 w4 j3 I$ L4 x
这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
6 V0 |( }4 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]。
8 G2 P! q$ `8 |; C
AES的加密与解密流程。