20、对称加密算法与流密码技术解析

对称加密算法与流密码技术解析

1. Rijndael密钥扩展算法

Rijndael的密钥扩展算法是对称密码中较为复杂的一种。对于128位、192位和256位加密的密钥扩展算法非常相似，只是部分常量不同。定义如下常量：
- 对于128位密钥，n = 16；对于192位密钥，n = 24；对于256位密钥，n = 32。
- 对于128位密钥，b = 176；对于192位密钥，b = 208；对于256位密钥，b = 240（在AES中使用128位块，对于更大块大小的Rijndael变体，b值相应更大）。

Rijndael密钥扩展步骤如下：
1. 扩展密钥的前n个字节就是加密密钥。
2. 将rcon迭代值i设为1。
3. 直到得到所需的b字节扩展密钥，重复以下步骤生成n个更多字节的扩展密钥：
- 创建4字节扩展密钥的步骤：
1. 创建一个4字节的临时变量t。
2. 将扩展密钥中前4个字节的值赋给t。
3. 以i作为rcon迭代值，对t执行密钥调度核心操作。
4. 将i加1。
5. 将t与新扩展密钥前n个字节的4字节块进行异或操作，结果成为扩展密钥的下4个字节。
- 创建接下来12字节扩展密钥的步骤（重复3次）：
1. 将扩展密钥中前4个字节的值赋给t。
2. 将t与新扩展密钥前n个字节的4字节块进行异或操作，结果成为扩展密钥的下4个字节。
- 处理256位密钥时，生成接下来4字节扩展密钥的步骤：
1. 将扩展密钥中前4个字节的值赋给t。
2. 将t中的4个字节通过Rijndael的S盒。
3. 将t与新扩展密钥前n个字节的4字