AES(Advanced Encryption Standard)解密算法是一種對稱分組密碼算法,其核心思想是使用相同的密鑰進行加密和解密。AES算法的數據分組長度必須是128位,而使用的密鑰長度可以是128、192或256位,分別對應於AES-128、AES-192和AES-256三種密鑰長度的變體。AES解密算法的過程是加密算法的逆操作,即解密算法的每一步分別對應加密算法的逆操作,確保了算法的正確性。
AES解密算法涉及以下四種操作:
位元組替代(SubBytes):這是一種非線性操作,通過一個固定的S盒(Substitution box)來替換每個位元組。
行移位(ShiftRows):通過循環左移的方式對狀態矩陣中的每一行進行移位,行移位的數量依賴於行號,以實現混淆效果。
列混(MixColumns):對狀態矩陣的每一列進行線性變換,以增強數據的擴散性。
輪密鑰加(AddRoundKey):將每一輪的輪密鑰與狀態矩陣進行異或運算,以實現加密或解密過程中的核心步驟。
在AES解密過程中,這些操作的逆操作分別套用於密文,以恢復原始明文。例如,位元組替代的逆操作是位元組逆替代,行移位的逆操作是行移位的逆操作,即循環右移。列混的逆操作在AES解密過程中不涉及,因為它是線性變換,其逆操作是自身。輪密鑰加的逆操作仍然是輪密鑰加,使用相同的輪密鑰與密文進行異或運算。
AES算法的安全性依賴於其設計的複雜性,包括混淆、擴散和非線性特性。這些特性通過AES算法的各個階段共同作用來實現,確保了即使攻擊者獲得了部分明文和對應的密文,也難以破解密鑰或分析出算法的詳細工作原理。