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:
' |* ]( `1 h, p3 G7 R/ @非线性层——进行Subbyte变换；
线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
1 p6 ^- U1 P4 u) H0 C3 y% j密钥加层——进行AddRoundKey运算。
( J" r1 Q/ v' p0 ~0 b) j& p: G/ x① 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。
% b0 Z! }( S8 {7 V0 |' E' \6 L② 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:
" s, C8 @2 B: i6 [2 O
*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

7 R# l' {* s! b4 A) B& j; s其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

  V3 Q; c( u! ?; C

  p+ F& q7 y+ @  C7 k( h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”。
+ n5 S2 M9 f6 F" u⑤ 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。
; D* L' A3 z8 M" h: i: y二、轮变化 　　
6 _+ E2 |$ r  k& f5 o( P
' y* q5 h7 _* v' s% c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。


' V6 Q( j/ G0 X3 w7 w8 k9 [
$ N) l0 ?! K* o$ ~三、密钥扩展　　
9 t% t2 D9 {8 r
# y5 p) }) |6 T, g  a0 UAES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:

4 C' R; M" [1 |1 Z0 m5 b① 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. B% \5 O  S2 N# k② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
1 i: t, E7 j5 z0 `
$ W* W1 Z6 |) c. u# [) @③ 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]…… 　　

( }+ [% o8 c1 T/ f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]。

AES的加密与解密流程。

' T* L& M; Z7 X4 X6 f