基于AES算法实现对数据的加密

核心提示： AES加密例程开始是拷贝16字节的输入数组到一个名为State(态)的4x4字节矩阵中，如表3所示，基于AES算法实现对数据的加密(3)，AES算法的主循环对State矩阵执行4个不同的操作为：SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换

AES加密例程开始是拷贝16字节的输入数组到一个名为State(态)的4x4字节矩阵中。如表3所示。AES算法的主循环对State矩阵执行4个不同的操作为：SubBytes(字节替换)、ShiftRows(行位移变换)、MixColumns(列混合变换)和AddRoundKey。

SubBytes是一个代替操作，它将State矩阵中的每个字节替换成一个由Sbox决定的新字节。

ShiftRows是一个置换操作，它将State矩阵中的字节向左旋转。如表4所示，State的第0行被向左旋转0个位置，State的第1行被向左旋转1个位置，State的第2行被向左旋转2个位置，而State的第3行被向左旋转3个位置。

MixColumns是一个代替操作，它用State字节列的值进行数学域加和域乘的结果代替每个字节。

AddRoundKey(轮密钥加)，用密钥调度表中的前4行对State矩阵实行一个字节一个字节的异或(XOR)操作，并用轮密钥表w[e，r]异或输入的State[r．c]。SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKev 4个操作在一个执行Nr次的循环里被调用，Nr为给定密钥大小的轮数减l。加密算法使用的轮数或是10，12，或是14，这依赖于种子密钥长度是128位、192位还是256位。在这里，因为Nr等于12，则这4个操作被调用11次。该迭代完成后，在拷贝State矩阵到输出参数前，加密算法调用SubBytes、ShiftRows和AddRoundKey后结束。

AES加密算法的核心有4个操作，AddRoundKey使用从种子密钥值中生成的轮密钥代替4组字节。SubBytes替换用一个代替表替换单个字节。ShiftRows通过旋转4字节行的4组字节进行序列置换。MixColumns用域加和域乘的组合来替换字节。

4 结语

相对DES算法，AES算法的实现更简单．同时由于AES算法具备很强的扩散性能，最终形成的密码有很高的随机性，抗分析攻击能力强。在软件工程中，更便于制作成通用的加密对象类型或加密标准组件，在不降低安全性能的条件下，极大的简化数据加密程序的开发难度。

AES算法的实现程序，对处理器性能、内存的需求量等方面的要求低，可以广泛的应用到智能卡、卫星通信、数字电视、流式媒体、加密键盘、ATM、CDM等智能设备中，可提供很高的安全性能，因此，AES将在今后很长时间内具备广阔的应用前景。