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；
线行混合层——进行ShiftRow和MixColumn运算；
% i/ t" ]' T* N1 Z$ `7 x9 ^' Q# G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。
! U: A7 g( m, H2 r% Z2 q② 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:
+ H0 b4 L! y. j
( o. V4 h! B( b8 o; G7 H*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

其中，符号“。”表示模一个八次不可约多项式的同余乘法[3]。



4 {  O. _' h/ b对于逆变化,其矩阵C要改变成相应的D,即b(x)=d(x)＊a(x)。
% J0 W3 w+ l& u9 n( {! A% k, [  ?& 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 ^3 j) y/ u+ b⑤ 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 　　
% u$ a) d5 Y; n4 x) J  i( R: Y5 x
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。

" U1 D, \( |" i% t
. V! v3 |3 H4 o- i% z
6 ~0 b. w: D5 i) I; g0 p三、密钥扩展　　

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:

" {$ |1 z- {# a* w5 W① 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]；
; U; }  }( Q0 V/ t* ]( k
② S盒变换(subword)——对一个4字节进行S盒代替；
" w. O, i- `3 y$ H' b: z* G9 s2 }
③ 变换Rcon——Rcon表示32位比特字[xi-1,00,00,00]。
. ~7 r- {/ v% I  ]1 y: n
9 ?; `; K$ F4 c( u( a4 W2 s这里的x是（02），如 Rcon[1]=[01000000]；Rcon[2]=[02000000]；Rcon[3]=[04000000]…… 　　

' U$ E2 p" a: v3 j) X% O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。