[ Cryto ] - AES 암호

• AES 구조
  • 라운드마다 128비트(16바이트)크기의 블록을 암호화한다.
  • 키의 길이는 128, 192, 256 중에 고를 수 있다.
  • 라운드의 수는 키의 길이에 따라 10, 12, 14로 결정된다.
  • 방식 :
    • 암호화 시 가장 먼저 블럭을 4행 4열 상태의 블록으로 재구성한다.
    • ex) 
      1. AddRoundKey
      2. SubBytes - Encryption round
      3. ShiftRows - Encryption round
      4. MixColumns - Encryption round
      5. AddRoundKey - Encryption round
      6. Subtypes - last round
      7. ShiftRows - last round
      8. AddRoundKeys - last round

| 1F 3C F2 03 |
| B2 11 C5 AA |
| 6E B2 7A 45 |
| E4 D9 81 30 |

 

• AES 라운드 함수
  • SubBytes 단계 :
    • State의 각 바이트를 S-Box를 참조하여 치환하는 함수이다.
    • 바이트의 상위 4비트가 행, 하위 4비트가 열을 결정한다.
  • ShiftRows 단계 :
    • State의 각 행을 구성하는 바이트들을 쉬프트하는 함수이다.
    • 이 함수는 네개의 함수 중 유일하게 순열의 역할을 수행한다.
      • 2행은 왼쪽으로 1칸,
      • 1, 3 행은 왼쪽으로 2칸,
      • 4행은 왼쪽으로 3칸 이동한다.
      • 복호화할 때는 반대로 이동한다.

ShiftRows(
	AE 72 3C 7E
    83 1A 32 D3 
    97 18 6A C1
    56 0C 29 86
)

= (
	AE 72 3C 7E
    1A 32 D3 83
    6A C1 97 18
    86 56 0C 29  )

• MixColumns
  • 열 단위로 치환을 수행하는 함수이다.
  • 열 치환은 갈루아 필드 내에서의 행렬 연산으로 구해지는데, 자세히는,, 일단 패스한다.
• AddRoundKeys
  • 키 생성 함수로 생성된 라운드 키의 state를 각 바이트 별로 XOR연산한다.
  • 복호화할 때는 XOR의 성질을 이용하여 동일한 키를 state에 XOR한다.

 

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• Key Schedule :
  
  • 키 생성 함수는 입력된 키로부터 각 라운드에 쓰일 라운드 키를 생성.
  • ex) AES-128 ,

|2B 28 AB 09|
|7E AE F7 CF|
|15 D2 15 4F|
|16 A6 88 3C|