AES金鑰編排Python實現

2021-09-21 01:35:35 字數 3375 閱讀 9692

附上我的部落格鏈結 四元君

對想出aes的前輩大寫的佩服，光是寫了金鑰編排我就寫了一下午…這裡把aes講述一下，再把**過程總結一下

aes加密演算法涉及4種操作：位元組替代（subbytes）、行移位（shiftrows）、列混淆（mixcolumns）和輪金鑰加（addroundkey）。

我們這裡提及的是構造金鑰的方法，金鑰擴充套件，原理如下：

首先我們構造rotword的函式，他的目的在於增加擴散性。這裡實際上我們要幹的事情就是完成乙個置換，做的方式是乙個字串的拼接。注意python內部不能使用word[2:4]之類的方法，只能是word[2:]表示從第2個往後。

def rotword(word):


return word[2:]+word[:2]
接下來構造subbytes方法。這個方法實現的就是s盒。我們這裡的方法是輸入字串，轉換為相應的十六進製制的字元。python裡不能使用switch方法，只能用字典進行搜尋。

對於字典來說，我們可以用key來搜尋value。如果沒搜尋到就預設為none。

numbers = 


def hex2bin(key):


return numbers.get(key[0], none)+numbers.get(key[1], none)
當然我們這裡還需要的方法，要從value來搜尋key，要自定義乙個get_key方法：

def get_key (dict, value):


for k, v in dict.items():


if v == value:


return k
接下來實現subbytes方法，注意原方法中，要先求key在域中的乘法逆，在進行計算。但是計算機內的0指的是第乙個元素，所以不必求逆。

def subbytes(key):


#print(key)


key=hex2bin(key)


c='11000110'


b=''


for i in range(8):


temp=(int(key[i])+int(key[(i+4)%8])+int(key[(i+5)%8])+int(key[(i+6)%8])+int(key[(i+7)%8])+int(c[i]))%2


# print(temp)


temp=str(temp)


b+=temp


b=b[::-1]


#print(b)


return get_key(numbers,b[:4])+get_key(numbers,b[4:])
再者進行構造subword方法，這個方法的目的在於混淆。使用s盒對原序列進行s置換。

def subword(word):


temp=''


i=0while i最後我們來實現keyexpansion方法。這裡注意在迴圈中，temp是乙個字串，binnum是乙個二進位制數。注意不能將二者混用，因為不是每一次temp的值是更新的，在實踐中就會出現問題。


def keyexpansion(m):


rcon=['01000000','02000000','04000000','08000000','10000000','20000000','40000000','80000000','1b000000','36000000']


i=0key=


while i<16:


i+=1


w=for i in range(0,4):


#print(w[i])


#temp=subword(rotword(w[0]))


#temp=hex2bin(temp)


#temp=w[0]


#temp=int(hex2bin8(subword(rotword(temp))),2)|int(hex2bin8(rcon[i//4-1]),2)


for i in range(4,44):


temp=w[i-1]


binnum=int(hex2bin8(temp),2)


if(i%4==0):


binnum=int(hex2bin8(subword(rotword(temp))),2)^int(hex2bin8(rcon[i//4-1]),2)


while zernum:


zernum-=1


return w
最後我們將全部的**放在下面：

def rotword(word):


return word[2:]+word[:2]


numbers = 


def get_key (dict, value):


for k, v in dict.items():


if v == value:


return k


def hex2bin(key):


return numbers.get(key[0], none)+numbers.get(key[1], none)


def hex2bin8(key):


str=''


zernum=8-len(key)


while zernum:


key='0'+key


zernum-=1


for i in range(8):


str+=numbers.get(key[i], none)


#print(str)


return str


def subbytes(key):


#print(key)


key=hex2bin(key)


c='11000110'


b=''


for i in range(8):


temp=(int(key[i])+int(key[(i+4)%8])+int(key[(i+5)%8])+int(key[(i+6)%8])+int(key[(i+7)%8])+int(c[i]))%2


# print(temp)


temp=str(temp)


b+=temp


b=b[::-1]


#print(b)


return get_key(numbers,b[:4])+get_key(numbers,b[4:])


def subword(word):


temp=''


i=0while i最後的結果如下：


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