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；
" o' E# T9 [6 x6 C8 O: V密钥加层——进行AddRoundKey运算。
: Z# B% u  _- O, }. E. _& r" q, c: [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:
" H; e# ]/ z% j6 S8 u- f
*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

: L6 y, z; W% H' p; ?9 r/ J& l1 c其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。



对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
  e$ u9 f; O$ [- p7 @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”。
9 Z0 M: O3 u- z: i⑤ 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 　　
' a. i8 o4 b& X( s! P
% T0 }6 [7 j4 Y8 T) f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。
0 L' H- M3 p9 t( R/ S- H
- M9 ]6 z4 Q: ?( W

三、密钥扩展　　
* C( w3 m! H$ `: L& y! [. e
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:

$ c# n+ t7 e/ a/ r  W1 ?% d4 Y① 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]；
3 W" ^9 P, G$ I6 H
# c+ Q1 j" W  q② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
0 U7 d% K( l, p
% C$ \  ~1 J2 D& ]③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

8 d& b8 z' g% _) z% [- `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]。
+ Q7 I8 W. a% I+ M. n
AES的加密与解密流程。

5 h/ {5 M7 ^. p7 Y