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1、标准实用AES加密算法原理（图文） 随着对称密码的发展,DES数据加密标准算法由于密钥长度较小(56位),已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求，因此1997年NIST公开征集新的数据加密标准,即AES[1]。经过三轮的筛选,比利时JoanDaeman和VincentRijmen提交的Rijndael算法被提议为AES的最终算法。此算法将成为美国新的数据加密标准而被广泛应用在各个领域中。尽管人们对AES还有不同的看法,但总体来说,AES作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和灵活等优点。AES设计有三个密钥长度:128,1
2、92,256位，相对而言，AES的128密钥比DES的56密钥强1021倍[2]。AES算法主要包括三个方面：轮变化、圈数和密钥扩展。 AES是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。明确地说，AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192和256位密钥，并且用128位（16字节）分组加密和解密数据。与公共密钥密码使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换（permutations）和替换(substitutions）输入数据。F
3、igure1显示了AES用192位密钥对一个16位字节数据块进行加密和解密的情形。文案大全标准实用Figure1部分数据 AES算法概述 AES算法是基于置换和代替的。置换是数据的重新排列，而代替是用一个单元数据替换另一个。AES使用了几种不同的技术来实现置换和替换。为了阐明这些技术，让我们用Figure1所示的数据讨论一个具体的AES加密例子。下面是你要加密的128位值以及它们对应的索引数组： 00112233445566778899aabbccddeeff0123456789101112131415 192位密钥的值是: 000102
4、030405060708090a0b0c0d0e0f101112131415161701234567891011121314151617181920212223 Figure2S-盒（Sbox） 当AES的构造函数（constructor）被调用时，用于加密方法的两个表被初始化。第一个表是代替盒称为S-盒。它是一个16×16的矩阵。S-盒的前五行和前五列如Figure2所示。在幕后，加密例程获取该密钥数组并用它来生成一个名为w[]的密钥调度表，Figure3所示。文案大全标准实用 Figure3密钥调度表（KeySched） w[]最初的N
5、k(6)行被作为种子，用原始密钥值（0x00到0x17）。剩余行从种子密钥来产生。变量Nk代表以32位字为单位的种子密钥长度。稍后我分析AES实现时你将清楚地看到w[]是怎样产生的。关键是这里现在有许多密钥使用而不只是一个。这些新的密钥被称为轮密钥（roundkeys）以将它们与原始种子密钥区别开来。 Figure4State（态）数组 AES加密例程开始是拷贝16字节的输入数组到一个名为 State（态）的4×4字节矩阵中。（参见Figure4）。AES加密算法取名为Cipher，它操作State[]，其过程描述的伪代码参见Figure5。 在
6、规范中，加密算法实现的一个预备的处理步骤被称为AddRoundKey（轮密钥加）。AddRoundKey用密钥调度表中的前四行对State矩阵实行一个字节一个字节的异或（XOR）操作，并用轮密钥表w[c,r]异或输入State[r,c]。 举个例子，如果State矩阵的第一行保存的字节是{00,44,88,cc文案大全标准实用}，第一列密钥调度表是{00,04,08,0c}，那么新的State[0,2]值是用w[2,0](0x08或0x80)异或State[0,2](0x88)的结果： 1000100000001000XOR10000000 A
7、ES算法的主循环对State矩阵执行四个不同的操作，在规范中被称为SubBytes（字节替换）、ShiftRows（行位移变换）、MixColumns（列混合变换）和AddRoundKey。除了每次循环AddRoundKey都被调用并使用密钥调度表的下面四行外，AddRoundKey与预备处理步骤中的AddRoundKey相同。SubBytes例程是一个代替操作，它将State矩阵中的每个字节替换成一个由Sbox决定的新字节。比如，如果State[0,1]的值是0x40如果你想找到它的代替者，你取State[0,1]的值(0x40)并让x等于左边的数字(4
8、)并让y等于右边的数字(0)。然后你用x和y作为索引进到Sbox表
