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:
6 \7 N9 ]; ^1 q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。
6 k8 z6 M( k4 s3 O① 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]。
1 p* |! D! G3 K8 u/ }* t③ 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:
* z2 d2 T. I8 j* X" d6 Z6 c
3 K) y' T8 h9 h% w3 x0 b7 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
1 d) ?" s$ D+ x+ V7 ~% p8 o
. F- A: T  d( g+ \其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
0 }5 |$ F- S0 _: ]" t

7 S' c# g- F3 S$ _) 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)。
: G9 G/ U9 d' M. y" g/ l④ 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 　　

. e. |% ]  m6 E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。
2 w) O+ ^0 p/ D* `
4 A: K# ~. u# Z5 q! I
" F/ b: v  b+ s  D9 K: e
三、密钥扩展　　

; `# |4 W; J5 S+ s" C9 e% zAES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:

# L% `6 q- A+ A! Z! a4 {2 g4 e① 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]；

  b  p. A: D! g% y② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

  [0 i( b. @! b3 z3 r③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

3 |; U/ }# b9 h0 _+ q  S& ~; a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]。
. w& o. V# p( H6 N% s( F) B0 X: P
, [/ h9 u% e6 r7 a4 u- ^AES的加密与解密流程。

/ G$ q( _; P7 ~$ }6 I, r& K