2024-10-30
Datenblöcke mit fester Länge (also 128, 192 oder 256 Bits) werden als eine Reihe von Substitutionen, Permutationen und Mischungen transformiert, um die Daten zu verschlüsseln und zu entschlüsseln.Da die AES-Verschlüsselung einen symmetrischen Schlüssel verwendet, wird die gleiche für die Verschlüsselung und Entschlüsselung verwendet.
Der Prozess erfolgt in folgenden Stufen:
1Schlüssel-ErweiterungDer Anfangsschlüssel wird in 44, 52 oder 60 32-Bit-Wörter für 128, 192 und 256-Bit-Schlüssel erweitert. Diese erweiterten Wörter werden in den folgenden Runden der AES-Verschlüsselung verwendet.Der Schlüssel-Erweiterungsprozess beinhaltet die Generierung zusätzlicher runder Schlüssel aus dem ursprünglichen Schlüssel.
2Erste Runde.Der Eingabe- oder Plaintextblock wird mit dem anfänglichen Runden-Schlüssel vermischt, bevor die Hauptrunden der AES-Verschlüsselung durchgeführt werden.
3Jede Runde der AES-Verschlüsselung besteht aus vier Transformationen.:
UnterbyteJedes Byte im Block wird durch das entsprechende Byte in einem vordefinierten Substitutionsfeld ersetzt, das bekannten kryptographischen Angriffen widersteht.
Schaltzeilen. Die Bytes in jeder Blockzeile werden zyklisch nach links verschoben, wobei für verschiedene Zeilen unterschiedliche Versetzungen vorliegen.Dieser Schritt stellt sicher, dass jede Spalte des Ausgabezustands der Operation ShiftRows aus Bytes besteht, die aus jeder Spalte des Eingabezustands stammen.
MixSpaltenJede Spalte wird mit Hilfe einer Matrixmultiplikationsoperation transformiert, die die Diffusion ermöglicht und die Sicherheit von AES erhöht.
AddRoundKeyDer entstehende Block wird mit dem aus dem Schlüsselplan abgeleiteten runden Schlüssel kombiniert.
4Abschluss.Nach allen Hauptrunden wird eine letzte Runde durchgeführt, einschließlich aller Schritte außer MixColumns.
5. Ausgabe. Die resultierenden Bits sind der dem Eingabe-Plentext-Block entsprechende Verschlüsselungstext.
Die Entschlüsselung erfolgt mit den umgekehrten Operationen in der entgegengesetzten Reihenfolge.
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