AES算法参数与函数详解:AddRoundKey等核心操作

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高级加密标准(AES)是该文档的核心主题,它是一种对称分组密码算法,由比利时密码学家Joep Desmedt和Vincent Rijmen提出。文档详细阐述了AES算法的关键组件和操作过程,包括: 1. **算法参数与符号**: - **AddRoundKey()**:用于加密和解密过程中的轮密钥异或操作,其长度与状态大小一致(例如,对于AES-Nb=4,轮密钥长度为128bits)。 - **InvMixColumns()**:解密时执行的逆变换,对应于MixColumns()的逆操作。 - **InvShiftRows()**:解密时的逆变换,负责调整状态的行顺序。 - **InvSubBytes()**:解密过程中的逆字节替换操作,用于恢复原始数据。 2. **核心变换**: - **MixColumns()**:加密阶段的变换,通过对状态列进行独立的混合操作,增加混淆性。 - **Nb**:状态中列的数量,AES中为4。 - **Nk**:密钥中32-bit字的数量,AES支持Nk=4,6或8。 3. **数学基础**: - 加法和乘法在有限域GF(2^8)中起着关键作用,如乘x10的运算。 - 状态表示为列数组,便于理解算法的操作。 4. **算法流程**: - **加密过程**:包括SubBytes(), ShiftRows(), MixColumns()和AddRoundKey()变换,每轮操作后添加一个新的轮密钥。 - **密钥扩展**:将原始密钥扩展为多轮使用的轮密钥。 - **解密过程**:通过InvShiftRows(), InvSubBytes(), InvMixColumns()和InvAddRoundKey()进行逆向操作。 5. **实现注意事项**: - 密钥长度要求、限制以及参数化,包括不同的密钥长度选项(128, 192, 256bits)。 - 针对不同平台的建议,可能涉及性能优化和兼容性问题。 文档还提供了详细的图表来辅助理解和实现AES算法的各个步骤,如字节和比特的编号、状态矩阵、伪代码示例以及关键操作的具体实现。通过阅读这份操作手册,用户能够深入了解AES算法的内在机制,并根据实际需求进行相应的编程和应用。