- key expansion 은 key 를 4-byte 씩 쪼개어서 array 에 담는것
- 16-byte 씩 작업을 하게 된다. 4 x 4 의 matrix 이다. 이 하나의 matrix을 state 라 부른다. 아래그림 참조
- 각 정해진 bit 마다 round 가 정해져 있다.(128bit 은 10round, 256bit 는 14 round)
- 각 bit 의 암호마다 "key-length/block-size/rounds" 수가 정해져 있다.
- 이 (round-1)수 만큼 loop 을 돈다. 그리고 마지막 round 만 따로 한다.
- 마지막 round 는 mix-columns 작업을 하지 않는다.
AES encryption process
1. SubBytes
sub 가 substitute 라고 보면 된다. State 에 있는 각 위치의 byte 에 해당하는 값을 "특정 table" 의 값과 교환하게 된다. 이 table 은 아래처럼 정해져있다.
여기 를 보면 어떻게 SubBytes 를 하는지 알 수 있다.
S = [
0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01,
0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76, 0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d,
0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4,
0x72, 0xc0, 0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc,
0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15, 0x04, 0xc7,
0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2,
0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75, 0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e,
0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84,
0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb,
0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf, 0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb,
0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c,
0x9f, 0xa8, 0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5,
0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2, 0xcd, 0x0c,
0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d,
0x64, 0x5d, 0x19, 0x73, 0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a,
0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb,
0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3,
0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79, 0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d,
0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a,
0xae, 0x08, 0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6,
0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a, 0x70, 0x3e,
0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9,
0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e, 0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9,
0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf,
0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99,
0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16 ]
2. Shift Rows
아래처럼 각 row 를 shift 한다. 0번째 열은 '0'번, 1번째 열은 '1'번 ...
3. MixColumns
여기 를 보면 animation 을 볼 수 있다.
state 의 각 column 을 Galois field 와 곱하기(matrix 곱하기) 를 하게 된다. 만약 GF(255) 라면 0~255 사이의 숫자로만 구성된 field(matrix) 가 만들어진다.
4. Add Round Key
"State 의 각 byte" 와 "Round key 의 각 byte" 을 XOR 한다.
CTR mode 사용시 유의할 점
- PHP data encryption primer > Encryption algorithm / mode of operation / nonce (initializing vector)
- single key 를 사용하는 경우는 nonce 가 unique 해야만 안전함을 보장한다.
- ...
