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:
* {4 `+ _7 H$ p" ?& T, y  F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。
% R. @' W( S4 L( K& G* M1 X" T① 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]。
+ K; P* {  L" ^6 O. X  T! 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:
  O- z' ]9 ~3 g% h
' R. @& E! ~7 N* T# Z*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
/ L# c' L+ d' R: [+ z! X+ @
1 H5 E" B: }. I. _3 @" ?其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
1 a/ q( K/ N9 }3 X  E
$ _9 j' W; @1 j  f- N4 c7 x  F
! ~  x+ u( e7 C4 v# [) h2 E+ W' x
对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
; b/ ~  m; V6 P3 i3 n3 k④ 密钥加层运算(addround)是将圈密钥状态中的对应字节按位“异或”。
( ?6 M  Q+ E9 u3 V. f+ ?- 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。
% M; X% W9 X  i二、轮变化 　　
. Y+ @7 P3 `6 e3 D* |* P
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。



7 x6 X  o6 ]: Z+ p三、密钥扩展　　

6 [* I% b0 G! B. O4 eAES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:

' i- @7 G. M* T  `2 m6 _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]；

② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；

③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
7 P( I3 Y7 u, W& D* k6 D7 X9 D
" {# f' s, O  `9 j9 n; Y这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
" ~! j! l, X: N: N+ p# I
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]。
& ]; h' ?8 C/ B7 J$ ?$ ^% r
AES的加密与解密流程。

4 H0 u. u" G& R2 U, N3 H6 D