Comprender y aplicar los aes: una guía práctica con cálculos de ejemplo

La norma de cifrado avanzado (AES) es un algoritmo de cifrado ampliamente utilizado que garantiza la seguridad de los datos. Se emplea en diversas aplicaciones, desde la obtención de comunicaciones hasta la protección de datos almacenados. Este artículo proporciona una visión práctica de AES, incluyendo cálculos de ejemplo para ayudar a entender su operación.

Básicos de AES

AES es un algoritmo de cifrado de clave simétrica, lo que significa que la misma clave se utiliza tanto para el cifrado como para el descifrado. Funciona en bloques de tamaño fijo de datos, típicamente 128 bits, y soporta tamaños clave de 128, 192, o 256 bits. El proceso de cifrado implica múltiples rondas de sustitución, permutación y mezcla de los datos para producir un cifertexto seguro.

Proceso de cifrado

El proceso de encriptación AES consiste en varios pasos:

• SubBytes:] Sustitución byte usando una S-box predefinida.
• ShiftRows: Ciclicamente cambia filas de la matriz estatal.
• MixColumns: Mezcla las columnas para difundir los datos.
• AddRoundKey: Combina el estado con una llave redonda derivada de la clave principal.

Esta secuencia repite para una serie de rondas dependiendo del tamaño de la llave, con la ronda final omitiendo el paso MixColumns.

Cálculo de ejemplo

Considere la posibilidad de cifrar un bloque simple de 128 bits con una clave de 128 bits. El texto inicial está representado en hexadecimal como 00112233445566778899aabbccddeeff. La clave es 000102030405060708090a0b0c0d0f. El primer paso implica añadir la clave redonda al texto, dando lugar a la mezcla de nuevo estado.

Por ejemplo, después de la primera operación AddRoundKey, el estado se convierte en:

Plaintext: 00112233445566778899aabbccddeeff

Clave redonda: 000102030405060708090a0b0d0e0f

Estado de resultados (hex): 001020304060708090a0b0c0d0e0f

Este proceso continúa a través de todas las rondas, produciendo finalmente el cifrado.