정보보안:: AES (Advanced Encryption Standard)

AES (Advanced Encryption Standard)

지난 시간에 배운 유한체 내용과 Block Cipher 내용을 기반으로 AES라는 암호 방식에 대해 배워보려고 한다

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개요도

기본 개념

• AES는 Byte 단위로 암호화한다.
• 4x4 matrix 형태로 진행한다.

• AES의 덧셈은 XOR 연산이다.
• encryption과 decryption  과정이 다르다.

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AES Encryption

• Byte substitution layer : nonlinear한 특징
• ShiftRow, MixColumn Sublayer : Diffusion layer

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1. ByteSub Transformation

    1) S-box 표를 통해 치환 (바이트 단위로 읽어야 한다!)

예시

    2) 연산에 의해서 S-box 가능 (자세한 계산은 참고자료 조합해서 이해)

        (1) inverse 계산 (연산은 https://donkeysdevelpment.tistory.com/108 게시글에서 유클리드 알고리즘 파트 참고)

        (2) affine transformation 적용

예시

 

2. ShiftRow Transformation

왼쪽으로 shifting

예시

 

3. MixColumn Transformation

다음의 행렬식을 곱하면서 진행한다.

이때, 곱셈은 GF(2^8) 공간에서 이루어짐을 유의하여 계산해야한다.

자세한 곱셈 과정을 참고자료 참고

https://hipolarbear.tistory.com/36

[정보보호] AES알고리즘 중, MIX Column 계산하는 법

 

4. Roundkey Addition

round key와 xor 연산

 

Key Schedule

w0 ~ w3 : key를 4bytes(32bits)씩 자른 것

w4~ w7 : xor 연산을 통해 나온 결과

 

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AES Decryption

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1. Inverse ByteSub Transformation

decryption 표를 통해 치환

 

2. Inverse ShiftRow Transformation

오른쪽으로 shifting

예시

 

3. Inverse MixColumn Transformation

encryption 행렬식의 inverse matrix를 통해 구한다.

 

4. Inverse Roundkey Addition

round key와 xor 연산