理解AES算法:状态作为列数组详解

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本资源是关于将状态视为列数组的操作手册,主要针对的是致远OA系统的加密算法,特别是高级加密标准(AES)的实现细节。AES是一种广泛使用的对称分组密码算法,支持128位、192位和256位的密钥长度,适用于处理大量数据加密。 章节3.5重点介绍了状态矩阵在AES中的处理方式,其中的状态被视作一个32位字的列数组,每个字的四个字节由行号(r)作为索引,形成一维数组。状态数组的索引是列号(c),如图3所示的示例,通过这种方式,状态数据可以更有效地组织和处理。 在数学基础部分,4.1讲到了有限域GF(28)中的加法,它基于异或运算,即模2加法。这里强调了字节和比特的加法操作,以及多项式表示的加法规则。4.2则深入到乘法,具体说明了GF(28)上的乘法规则,即多项式乘法模一个次数为8的不可约多项式。 算法说明部分详细描述了AES的各个核心步骤,包括字节替代(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混合(MixColumns)以及轮密钥加(AddRoundKey)。这些变换都是为了增强加密的复杂性和安全性。密钥扩展用于生成每一轮的轮密钥,解密过程则是对加密过程的逆运算,包括逆行移位、逆字节替代和逆列混合。 实现方面,文档讨论了密钥长度的要求、密钥限制,以及如何根据不同的平台进行优化。图表部分提供了直观的示例和伪代码,帮助读者理解各个操作的具体执行过程。 这份文档是AES算法在致远OA系统中的详细操作指南,对于理解AES的结构、数学原理以及其实现方法具有重要价值,对于开发人员和系统管理员来说,是一份宝贵的参考材料。