PHP-AES标准Rijndael算法的介绍与实现

1.前言

AES（ Advanced Encryption Standard ）高级加密标准，又称 Rijndael加密法。它是由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。该算法由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字而命名。AES标准支持固定分组128位，密钥长度可以是128位、192位、256位。

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2.工作模式

我们知道，对明文进行加密的过程中，如果明文超过了分组大小，那么就需要进行切割处理，而AES提供给我们多种工作模式，分别是：ECB(电子密码本)、CBC(密文分组链接)、CFB（密文反馈）、OFB（输出反馈）、CTR（计数器），而我们今天只针对128位的明文进行加密解密处理，分组工作模式不在我们今天讨论的范畴。

3.介绍

3.1 状态矩阵

AES算法中的状态矩阵是垂直排列的，如下图所示。

明文第一步需要转换成状态矩阵，而初始密钥在进行扩展密钥之前也需要转化成状态矩阵。在对密文进行解密时，最后需要将状态矩阵还原为明文矩阵。

3.2 密钥扩展

密钥扩展会生成44组4个字节的轮密钥，每16个字节为1轮密钥，在进行轮密钥加的时候，需要将处理过的明文状态矩阵根据每轮的密钥进行加密处理。下面我们来看一个例子，假如初始密钥16位为： abcdefghijklmnop ,那么它的初始轮密钥如下所示：