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；
) t2 F: T2 `6 i: V6 N# X+ L线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
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。
4 `$ Y. n, Z, K7 ~4 f② 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:
1 G" h! o8 `+ ?4 ]$ J
$ H, Y" D% y) }& B$ {*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
  U$ T9 _# Y# X! U" k
; u, I! v: u7 z, T其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。
' ~( X, x3 ]/ d+ }. m; d


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”。
) V; ~4 a7 b! y5 X& [: K  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。
1 F: V. Z( C8 P$ W+ \二、轮变化 　　
. x( x1 z$ E- e: m" _
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。



  d  Z, ?$ d3 H% J4 K; e三、密钥扩展　　

: Q6 S" z; {4 M8 F  r1 CAES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:
; Y0 r1 {) w% ~- J5 V8 h" E. P
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]；
4 z$ |9 v8 Q0 T, }9 t3 @! U
② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
  O. v0 c9 F. l( E
% A% a$ C4 T6 y  J; i4 L" Z③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。

! U) G6 a5 k) ?; A$ A这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　
& A# c0 }% K0 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]。
9 y* k8 f2 ]  \- h+ q
" U$ n) _' ?: |6 H; _8 ?% aAES的加密与解密流程。
( q+ Y0 }- f! s, I! T9 s& c( w