. Схематически изображено на рисунке 2.


Рисунок 2 - Преобразование InvSubBytes
Преобразования SubBytes и InvSubBytes применяются независимо для каждого байта текущего блока.
2.6 Таблицы подстановки S-Box и InvS-Box
Преобразования SubBytes и InvSubBytes могут быть представлены в виде таблиц подстановки S-Box и InvS-Box. Если на входе имеется байт B [7-0], а x и y - его старшая и младшая часть (x [3-0] = B [7-4], y [3-0] = B [3-0]), то на выходе байт получается кодированным в две шестнадцатиричные цифры. Например, применение таблицы подстановки S-Box для числа 85 (x=8; y=5 в шестнадцатиричном виде) дает на выходе шестнадцатиричное 97. А применение таблицы InvS-Box для 97 дает 85. Таблицы подстановки S-Box и InvS-Box отображены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Таблица 1 - Таблица подстановки S-Box

X, Y	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
0	63	7C	77	7B	F2	6B	6F	C5	30	01	67	2B	FE	D7	AB	76
1	CA	82	C9	7D	FA	59	47	F0	AD	D4	A2	AF	9C	A4	72	C0
2	B7	FD	93	26	36	3F	F7	CC	34	A5	E5	F1	71	D8	31	15
3	04	C7	23	C3	18	96	05	9A	07	12	80	E2	EB	27	B2	75
4	09	83	2C	1A	1B	6E	5A	A0	52	3B	D6	B3	29	E3	2F	84
5	53	D1	00	ED	20	FC	B1	5B	6A	CB	BE	39	4A	4C	58	CF
6	D0	EF	AA	FB	43	4D	33	85	45	F9	02	7F	50	3C	9F	A8
7	51	A3	40	8F	92	9D	38	F5	BC	B6	DA	21	10	FF	F3	D2
8	CD	0C	13	EC	5F	97	44	17	C4	A7	7E	3D	64	5D	19	73
9	60	81	4F	DC	22	2A	90	88	46	EE	B8	14	DE	5E	0B	DB
A	E0	32	3A	0A	49	06	24	5C	C2	D3	AC	62	91	95	E4	79
B	E7	C8	37	6D	8D	D5	4E	A9	6C	56	F4	EA	65	7A	AE	08
C	BA	78	25	2E	1C	A6	B4	C6	E8	DD	74	1F	4B	BD	8B	8A
D	70	3E	B5	66	48	03	F6	0E	61	35	57	B9	86	C1	1D	9E
E	E1	F8	98	11	69	D9	8E	94	9B	1E	87	E9	CE	55	28	DF
F	8C	A1	89	0D	BF	E6	42	68	41	99	2D	0F	B0	54	BB	16

---

Таблица 2 - Таблица подстановки InvS-Box

X, Y	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	A	B	C	D	E	F
0	52	09	6A	D5	30	36	A5	38	BF	40	A3	9E	81	F3	D7	FB
1	7C	E3	39	82	9B	2F	FF	87	34	8E	43	44	C4	DE	E9	CB
2	54	7B	94	32	A6	C2	23	3D	EE	4C	95	0B	42	FA	C3	4E
3	08	2E	A1	66	28	D9	24	B2	76	5B	A2	49	6D	8B	D1	25
4	72	F8	F6	64	86	68	98	16	D4	A4	5C	CC	5D	65	B6	92
5	6C	70	48	50	FD	ED	B9	DA	5E	15	46	57	A7	8D	9D	84
6	90	D8	AB	00	8C	BC	D3	0A	F7	E4	58	05	B8	B3	45	06
7	D0	2C	1E	8F	CA	3F	0F	02	C1	AF	BD	03	01	13	8A	6B
8	3A	91	11	41	4F	67	DC	EA	97	F2	CF	CE	F0	B4	E6	73
9	96	AC	74	22	E7	AD	35	85	E2	F9	37	E8	1C	75	DF	6E
A	47	F1	1A	71	1D	29	C5	89	6F	B7	62	0E	AA	18	BE	1B
B	FC	56	3E	4B	C6	D2	79	20	9A	DB	C0	FE	78	CD	5A	F4
C	1F	DD	A8	33	88	07	C7	31	B1	12	10	59	27	80	EC	5F
D	60	51	7F	A9	19	B5	4A	0D	2D	E5	7A	9F	93	C9	9C	EF
E	A0	E0	3B	4D	AE	2A	F5	B0	C8	EB	BB	3C	83	53	99	61
F	17	2B	04	7E	BA	77	D6	26	E1	69	14	63	55	21	0C	7D

---

2.7 Преобразование ShiftRows и InvShiftRows
ShiftRows является побайтовой перестановкой. Пример работы отображен в таблице 3.
Таблица 3 - Преобразование ShiftRows

a00	a01	a02	a03		a00	a01	a02	a03
a10	a11	a12	a13		a11	a12	a13	a10
a20	a21	a22	a23		a22	a23	a20	a21
a30	a31	a32	a33		a33	a30	a31	a32

Название ShiftRows обозначает сдвиг строк в двумерном массиве на различные смещения и происходит от представления “текущего” блока в виде матрицы 4х4 байта. Первая строка массива остается без изменений, вторая циклично сдвигается влево на одну позицию (один байт), третья циклично сдвигается влево на две позиции, четвертая циклично сдвигается влево на три позиции.является обратной функцией по отношению к ShiftRows. Пример работы отображен в таблице 4.
Таблица 4 - Преобразование InvShiftRows

a00	a01	a02	a03		a00	a01	a02	a03
a11	a12	a13	a10		a10	a11	a12	a13
a22	a23	a20	a21		a20	a21	a22	a23
a33	a30	a31	a32		a30	a31	a32	a33

---

2.8 Преобразование MixColumns и InvMixColumns

является 128-битным преобразованием, работающим со столбцами матрицы 4х4 байта, имеющейся на входе.

Преобразование воспринимает каждый столбец матрицы как полином третьей степени с коэффициентами на поле AES-GF256. Над каждым столбцом матрицы “текущего” блока производится умножение в

---

по модулю на фиксированный многочлен:
,
где {--} обозначает элемент поля AES-GF256.

InvMixColumns является 128-битным преобразованием, работающим со столбцами матрицы 4х4 байта, поданной на вход.

Преобразование воспринимает каждый столбец матрицы как полином третьей степени с коэффициентами на поле AES-GF256. Над каждым столбцом матрицы “текущего” блока производится умножение в по модулю на фиксированный многочлен:
.
2.9 Преобразование SubWord

является функцией, используемой в процедуре Key Expansion, которая берет на входе 4-х байтное слово и, применяя S-box к каждому из четырёх байтов, выдаёт выходное слово, а конкретно:
SubWord (X) = [S-Box(X[31-24]), S-Box(X[23-16]), S-Box(X[15-8]), S-Box(X[7-0])]
2.10 Преобразование RotWord

- это функция, использующаяся в процедуре Key Expansion, которая берет 4-х байтное слово и производит над ним циклическую перестановку, например, используется в качестве входного слова [a0,a1,a2,a3], а возвращается слово [a1,a2,a3,a0].
2.11 Round Constant (RCON)
Процедура расширения ключа использует 10 констант, называющихся Константами Раунда (в дальнейшем именуемых RCON). Константы определяются как , операции производятся над полем AES-GF256.

Каждое значение RCON представляется в виде байта. Все десять констант в шестнадцатиричном виде представляются следующим образом:
RCON [1] = 01, RCON [2] = 02, RCON [3] = 04, RCON [4] = 08, RCON [5] = 10,[6] = 20, RCON [7] = 40, RCON [8] = 80, RCON [9] = 1B, RCON [10] = 36.
2.12 Расширение ключа (Key Expansion)
Стандарт AES использует ключи длиной 128, 192 или 256 бит. Ключи расширяются соответственно в 10, 12 или 14 ключей раундов, с помощюю алгоритма расширения ключа. Каждый ключ раунда имеет длину 128 бит. Расширение ключа зависит только от ключа шифра и не зависит от шифруемых данных, следовательно, расширение ключа может производиться независимо от фазы шифрованиф/дешифрования. В основе алгоритма расширения ключа лежит набор преобразований SubWord(RotWord(temp)) и SubWord(temp) с использованием констант RCON.

---

Смотрите также файлы

• Прикладная механика курсовая работа.docx

• Способы первичной защиты компьютера.docx

• 5 ресурсов для анализа конкурентов.pdf

• Утверждаю директор пао Северсталь Подпись И. И. Иванов 30. 10. 2020 утверждаю.docx

• Надежда. Довольно много смысла в одном слове. Ктото опирается на неё при принятии решений, ктото старается жить ей, а у когото жизни без надежды и не будет вовсе.docx