AES算法流程简述

AES加密过程：

一、key可以是三种大小字节，分别对应着后面不同的加密轮数：

128（0x10字节）---> 10轮

196（0x18字节）---> 12轮

256（0x20字节）---> 14轮

 

二、密钥扩展--->10轮加密扩展到(1+10)*4*4 bytes，其他轮数同理

1、扩展密钥的第一项是密钥原文本。

2、密钥的每一行是4个DWORD，再针对每一个DWORD进行for循环，如果index%4 == 0，则特殊处理，否则只用Sbox替换；

 

三、加密过程：

1    2    3    4                1    5    9    13
5    6    7    8        --->    2    6    10   14    明文转置为状态矩阵
9    10   11   12               3    7    11   15
13   14   15   16               4    8    12   16

1、128bit明文进行转换为状态矩阵，进行轮密钥加操作

2、进行x-1轮的加密操作，加密操作一共四步骤：

1. s_box的字节替换
2. 行左移位
3. 正向列混淆（关键数据2，1，1，3）
4. 轮密钥加

3、最后一轮时候不用列混淆，其他三步一样。

4、状态矩阵变为数组，就为加密结果。

 

四、解密过程：

1、密文转为状态矩阵，并用最后一轮的密钥进行轮加密操作

2、倒着到1轮进行解密操作，解密操作也是四个步骤：

1. 行右移位
2. inv_s_box的字节替换
3. 轮密钥加
4. 逆向列混淆（关键数据14，9，13，11）

3、最后一轮不用列混淆，其他一样

4、状态矩阵变为数组，就为加密结果。

 

详细步骤（https://blog.csdn.net/qq_28205153/article/details/55798628）：

密钥扩展：

  这个4*4矩阵的每一列的4个字节组成一个字，矩阵4列的4个字依次命名为W[0]、W[1]、W[2]和W[3]，它们构成一个以字为单位的数组W。例如，设密钥K为”abcdefghijklmnop”,则K0 = ‘a’,K1 = ‘b’, K2 = ‘c’,K3 = ‘d’,W[0] = “abcd”。
接着，对W数组扩充40个新列，构成总共44列的扩展密钥数组。新列以如下的递归方式产生：
1.如果i不是4的倍数，那么第i列由如下等式确定：
W[i]=W[i-4]⨁W[i-1]
2.如果i是4的倍数，那么第i列由如下等式确定：
W[i]=W[i-4]⨁T(W[i-1])
其中，T是一个有点复杂的函数。
函数T由3部分组成：字循环、字节代换和轮常量异或，这3部分的作用分别如下。
a.字循环：将1个字中的4个字节循环左移1个字节。即将输入字[b0, b1, b2, b3]变换成[b1,b2,b3,b0]。
b.字节代换：对字循环的结果使用S盒进行字节代换。
c.轮常量异或：将前两步的结果同轮常量Rcon[j]进行异或，其中j表示轮数。
轮常量Rcon[j]是一个字，其值见下表。 --------------------- 本文来自 TimeShatter 的CSDN 博客 ，全文地址请点击：https://blog.csdn.net/qq_28205153/article/details/55798628?utm_source=copy

 

行移位（左右）：

第0行左（右）移0字节

第1行左（右）移1字节

第2行左（右）移2字节

第3行左（右）移3字节

 

S盒字节替换：

s_box是一个16*16二维数组，传入的数据比如0x13表示置换为1行3列的数据

 

轮密钥加：

每一轮的密钥16bytes和每一轮的加密数据进行xor

 

列混淆：

移位后的状态矩阵与固定的矩阵相乘，固定的矩阵在加密和解密的时候不同，分别是：

加密： 关键数据 ：2，3，1，1

解密： 关键数据 ：E,B,D,9（14，11，13，9）