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1、....剪沿找术...Leading-edgeTechnologies本栏目由中蓝韩锐技术有限公司协办密码算法的VLSI实现丁P三乃狱一洲肥代撰翼;一器漪上海交通大学信息安全学院刘海江-一上海交通大学电子信息与电气工程学院戎蒙恬Expandedkey[i]);摘要给出Aes轮加舍路构详拍分析}M"eak,"SJ*JkibK,,-9&,}f,=a_}%i}tM终F--Ahk._硕与DES不同，AES中要求分组长度化7J:4bib1A..碑子密翻产}*,1E$,提班了雄绎k}lY1,izit本f7为1
2、28比特，支持长度为128比特、192模块的方溉加快了志片运行速度比特和256比特的密钥，因此安全性得到可靠的保证口现代对称加密算法大致可分为分组但与大多数分组密码不同的是Rijndael加密算法和流加密算法两种。目前，在密码没有使用Feistel结构。助ndael密羞于硬件实现的实际运行的产品和系统中，最常使用的码的轮变换由三个不同的可逆一致变换MixColumn。的改进对称加密算法是分组加密算法。从1976组成，三种不同的可逆变换提供抗线性列混合模块是一有限域的乘法模年美国数据加密标准算法(D
3、ES)公布以密码分析和差分密码分析能力—线性块，实现任意的两个宇节相乘的运算口来，到20世纪末DES算法或其某些变形，混合层:确保了多轮之上的高度扩散(包然后套用这一模块实现整个列混合模块基本上主宰了对称算法的研究与开发进括行移位变换和列混合变换);非线性这种设计方法是不可取的。其主要原因程。随着密码分析水平、芯片处理能力层:由16个S-盒并置而成，起到混淆在于乘法模块电路的规模过于庞大(约数和计算技术的不断进步，DES的安全性的作用，这16个S-盒取的是有限域GF千门)。由于在AES中使用的乘法
4、运算其受到严峻的挑战.较短的密钥长度(56比(2")中的乘法逆运算(包括字节替代变换，乘数是固定的，所以要探索其他的简便特)使得它抵抗穷举攻击的能力较差;固它是Rijndael密码中唯一的非线性变方法。考虑到多项式x可用[02]表示，若定16轮的迭代不利于抵抗选择明文攻换);密钥加层:密钥加层简单地把轮密将一个元素乘02，这可得到b-x二b,xe击;5一盒的设计可能存在陷门等。在这钥(轮密钥即每一轮变换所使用的子密+bbx,+bxb+bax'+bjx'+bzx'+b,x'种形势下，迫切需要设计一种
5、更强有力钥，它通过密钥调度过程从密码密钥中+b,x(modm(x))=bbx'+b,x`+box'的算法作为新一代分组加密标准。1997获得)异或到中间状态上综上所述给出+(b.b,)x0+(b.b,)xs+b,x2+(bb.b')年1月，美国国家标准和技术研究所发Rijndael算法一轮变换的高级语言伪Cx+玩。这里M(X)=x'+x0+x'+x+布公告征集新的加密标准，即AES,符号描述:1为一不可约多项式。乘02的乘法记为经过长达三年，历经两轮的评估，Round(state,Expanded
6、key[i])xtime(x)，它可用移位运算和条件异或NIST于2000年10月终于宣布两位比利{运算实现。由于GF(2')中的每个元素都时的密码专家JoanDaemin和VincentSubBytes(state);能写成02的不同幂次的和，因此乘一任Rijmen提出的Rijndael算法被选择为ShiftRows(state);何常数的乘法都可通过重复调用xtime(AES的最终算法。MixColumns(state);函数来实现。在Mixcolumns设计中用Rijndael算法同样采用了
7、轮变换，AddRoundkey(state，到的就是xtimeoef数。分析如下二、幼厂.盛空⋯们.，幼:’吕万方数据...茵扮技术.本栏目由中蓝韩锐技术有限公司协办Leading-edgeTechnologies设S(x)=[So:，S,。SZ。，S,Xm3=xtime(Tm3)计中采用输人和输出皆为Nk(N、为密钥」为数据分组经过行移位后的中间状态，长度/32)个字的循环模块。这种循环体S'(x)=[S'。，S,，，S'。，，s,,.,]为经过则有一次能处理N，个密钥分配字，恰好组成列混合后
8、的输出状态则有S'(x)=A.SS'.,=So.<)Xmo@Tmp一个轮密钥·设1为NK的倍数，将第1-(x),矩阵表示为图1.S',,.=S,FmXm1.TmpNk个、第i一Nx+1个·二第i一1个S'2，=SzF①Xm20'rmP密钥分配字输入到这个模块中，并给出S'ao=Ss<哪m班打ml序号i,输出即为第i个、第i十1个·⋯根据这些表达式可以看到，列混合第i+N、一1个密钥分配字。这种模块模块只需要移位寄存器和异或单元就可具有局限性，当N,不同时必须设计不同实现，从而大大简
