【文章內(nèi)容簡介】 } Temp[3] = Sbox[t]。 Temp[0] ^= RC[i1]。 } for(m=0。 m4。 m++) { ExpandKey[i][m][j] =ExpandKey[i1][m][j] ^ Temp[m]。 // } 7 } } } 、加密 加密流程圖： 、 字節(jié)代替 （ SubBytes） 一． AES 定義了一個 S 盒， State 中每個字節(jié)按照如下方式映射為一個新的字節(jié)：把該字節(jié)的高 4 位作為行值，低 4 位作為列值，然后取出 S 盒中對應行和列的元素作為輸出。例如，十六進制數(shù) {84}。對應 S 盒的行是 8 列是 4， S 盒中該位置對應的值是 {5F}。 S 盒是一個由 16x16 字節(jié)組成的矩陣，包含了 8 位值所能表達的 256 種可能的變換。 S 盒按照以下方式構造： (1) 逐行按照升序排列的字節(jié)值初始化 S 盒。第一行是 {00}， {01}， {02}， … ， {OF}；第二行是 {10}， {l1}， … ， {1F}等。在行 X 和列 Y 的字節(jié)值是 {xy}。 (2) 把 S 盒中的每個字節(jié)映射為它在有限域 GF( k2 )中的逆。 GF 代表伽羅瓦域， GF( 82 ) 8 由 一 組 從 0x00 到 0xff 的 256 個 值 組 成 ， 加 上 加 法 和 乘 法 。)1( ][2)2( 3488 ????? xxxx XZGF。 {00}被映射為它自身 {00}。 (3) 把 S 盒中的每個字節(jié)記成 ),,( 012345678 bbbbbbbbb 。對 S 盒中每個字節(jié)的每位做如下變換： iiiiii cbbbbbib ??????? ???? 8m o d)7(8m o d)6(8m o d)5(8m o d)4( 上式中 ic 是指值為 {63}字節(jié) C第 i位，即 )0 1 1 0 0 0 1 1(),,( 012345678 ?ccccccccc 。 符號 (39。 )表示更新后的變量的值。 AES 用以下的矩陣方式描述了這個變換： ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????0110001111111000011111000011111000011111100011111100011111100011111100017654321076543210bbbbbbbbbbbbbbbb 最后完成的效果如圖： 二． 關鍵代碼 直接采取讓 4x4矩陣的值進入 S盒，這是因為數(shù)組元素的要求前四位作為 行數(shù)， 后四位作為列數(shù)，而元素值剛好是 16進制表示 形如： AB，元素的值 =A*16+B,這個剛好就是 S盒的位置， 9 void SubBytes(unsigned char State[][4]) { int i,j。 for(i=0。 i4。 i++) { for(j=0。 j4。 j++) { State[i][j] = Sbox[State[i][j]]。 } } } 、 行移位 （ ShiftRows） 一． State 的第一行字節(jié)保持不變， State 的第二行字節(jié)循環(huán)左移一個字節(jié)， State 的第三行字節(jié)循環(huán)左移兩個字節(jié)， State的第四行循環(huán)左移三個字節(jié)。 行移位左偏移量： 變化如圖 2所示。 10 二． 關鍵代碼 void ShiftRows(unsigned char State[][4]) //采用最原始的辦法，以 分別為 節(jié) { unsigned char k。 k=State[1][0]。 State[1][0]=State[1][1]。 State[1][1]=State[1][2]。 State[1][2]=State[1][3]。 State[1][3]=k。 k=State[2][1]。 State[2][1]=State[2][3]。 State[2][3]=k。 k=State[2][0]。 State[2][0]=State[2][2]。 State[2][2]=k。 k=State[3][3]。 State[3][3]=State[3][2]。 State[3][2]=State[3][1]。 State[3][1]=State[3][0]。 State[3][0]=k。 } 、 列混合 （ MixColumn） 一． 列混合變換是一個替代操作，是 AES最具技巧性的部分。它只在 AES的第 0， 1， ? ，Nr 一 1 輪中使用，在第 N r 輪中不使用該變換。乘積矩陣中的每個元素都是一行和一列對應元素的乘積之和。在 MixColumns變換中，乘法和加法都是定義在 GF( 82 )上的。 State的每一列 ( jib, ) 1=0， ?,3 ； J=0， ? ， bL 被理解為 GF( 82 )上的多項式，該多項式與常數(shù)多項式 012233)( axaxaxaxa ???? 相乘并模 1)( 4 ?? xxM 約化。 這個運算需要做 GF( 82 )上的乘法。但由于所乘的因子是三個固定的元素 0 0 01，所以這些乘法運算仍然是比較簡單的（注意到乘法運算所使用的模多項式為 11 1)( 348 ????? xxxxxm ）。設一個字節(jié)為 b=(b7b6b5b4b3b2b1b0)，則 b‘01’=b ； b‘02’=(b6b5b4b3b2b1b00)+(000b7b70b7b7) ； b‘03’=b‘01’+b’02’ 。 （請注意，加法為取模 2的加法，即逐比特異或） 寫成矩陣形式為 ： 00112233ba02 03 01 0101 02 03 01b 01 01 02 03 a03 01 01 02ba? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ? 最后完成的效果如圖： 二． 關鍵代碼 //其中調(diào)用小函數(shù) xtime，根據(jù) 02乘法原理編寫，最后 03乘是在 02乘的基礎上進行了03=(2^1+1 )，同理進行一次 02乘，在與本省異或 void MixColumns(unsigned char State[][4]) { unsigned char output[4][4]。 int i, j。 for(j=0。 j 4。 j++) { for(i=0。 i4。 i++) { output[i][j] = xtime(State[i%4][j])