文章目录

AES算法
- AES-128
- - 加密过程
  - S-BOX
  - - 选取原则
    - 构造方式
  - 行移位
  - 列混合运行
- 密钥扩展方案
- - AES-128的密钥扩展
  - 性质
- 解密过程
- 雪崩效应

AES算法

①比利时密码学家Daemen和Rijmen共同设计

②输入：128比特的消息分组

输出：128比特的密文分组

③密钥长度及圈数Nr

128-bit，Nr=10；

192-bit，Nr=12;

256-bit，Nr=14;

AES-128

加密过程

S-BOX

①查表运算：对于输入的字节，前四(高四)比特看做行标，后四(低四)比特看做列标，进行查找替换；

②对每个字节进行替换，唯一的非线性部件；

③16个字节采用相同的S盒；

选取原则

构造方式

例如：

输入95；先计算它的逆，结果为8a={10001010}；在经过仿射变换得到2a；

！！！！！！！！！！！！！注：这里的加减法均为异或运算！！！！！！！！！！！！！！！

行移位

①每一行按字节循环移位；

②第一行循环左移0个字节，第二行循环左移1个字节，第三行2个字节，第四行3个字节；

③某一列的四个字节扩散到4列；

列混合运行

以列为单位，使得输出的每一个字节和输入的四个字节有关。

快速实现乘法：

密钥扩展方案

将128/192/256比特的主密钥扩展为44/52/60个32比特字。

AES-128的密钥扩展

将128比特的密钥，按字节分组0~15，并排序；

其中g函数包括：①循环上移1字节；②过S盒(同上述S盒)；③异或常数

性质

①知道扩展密钥的连续Nk个及以上的密钥字，能重新生成整个扩展密钥；但是，若少于Nk个，则不能；

②能在各种处理器上有效运行；

③使用轮常数排除对称性；

④主密钥的每个位影响轮密钥的某些位；

⑤引入S盒提供非线性性；

⑥易于描述；

解密过程

①加解密函数不同；

②S盒，行移位，列混合都换为逆运算；

③密钥逆序；

雪崩效应

无论改变明文或密文的1比特，密文会有一半左右的改变。

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