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；
% }+ l6 l$ ]/ T) O. m9 r线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
6 E6 U. x7 u6 o+ j, x4 Z, u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。
/ Q$ G& m3 i- l- l% ^; t% U② 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]。
# |" T* @: j, 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:
# z7 w; ^/ }( u9 B8 }
/ q8 t2 x! |+ |+ D: ^7 _- b( D* s( e*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
& |6 O: Q) s$ V# v7 [
  H9 J6 C2 ~" ^2 t4 Q" h1 X其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

6 l0 k* p  y' Q. j5 i& z2 K
: C. J* F. R6 O* B" l4 K, V
2 J# o  G  o4 x/ A4 L3 w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。
0 [- c# s' m* K4 E二、轮变化 　　

& ]- X. n: q! i  P; 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。
- p8 q) p) k! @  x

! l$ I; X* u' R: d- r9 p
三、密钥扩展　　
+ W. V, G- p- t
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:

① 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]；
6 P5 D; f0 E/ K* V
② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
* u  g% t! w+ `# ?5 M7 ?) M
3 f/ b  n: I6 r( w③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　

) i9 n; I1 x$ d  Y' l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]。
& Y1 F* M. `- b1 k
AES的加密与解密流程。

& a! I6 h* Q3 s' v