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:
+ g, O' R5 [$ i8 `6 P( z& {. S: L0 b非线性层——进行Subbyte变换；
线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
, Y+ _, L( R3 a/ F8 S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。
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]。
4 Z+ w. H9 z) ^0 j③ 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:
+ i* f1 r) u+ m. d# q
2 w& K* n  h3 |& e. s4 B  H  Q7 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
. _, N) q+ M1 R1 X' M9 K
6 h, d9 u, G8 E" D: {其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。

8 o/ E! h8 w! ^6 T+ k! ?
1 P1 d+ f  C1 d8 Y. ]
对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
/ s! d' a8 v3 }( u④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
/ c6 I$ ]* p9 p7 V6 D⑤ 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 　　

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。

: L2 \, f% V  V
$ p9 l5 V; Z* e$ M, x; u
三、密钥扩展　　
/ f0 W. Z8 c6 b1 G
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:

2 V) s) G/ D/ }+ Q5 N① 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]；

② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

9 D2 l' B3 y% [& i③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
+ |" p2 L5 ~1 d* q/ Q% {) {. D
( g9 ], K/ v6 m4 e这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　

7 D6 m: f$ N7 S& r: m# M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]。
5 A7 o! w$ B! q; v$ I
AES的加密与解密流程。