הבנה ומימוש Aes: מדריך מעשי עם דוגמא קלקלי

Advanced Encryption Standard (AES) הוא אלגוריתם הצפנה בשימוש נרחב המבטיח אבטחת מידע.הוא מועסק ביישומים שונים, מאבטחת תקשורת להגנה על נתונים מאוחסנים.מאמר זה מספק סקירה מעשית של AES, כולל חישובים לדוגמה כדי לעזור להבין את פעולתו.

יסודות AES

AES הוא אלגוריתם הצפנה מפתח סימטרי, כלומר אותו מפתח משמש עבור הצפנה ופענוח. זה פועל על בלוקים בגודל קבוע של נתונים, בדרך כלל 128 ביטים, ותומכת בגדלים מרכזיים של 128, 192, או 256 ביטים.תהליך הצפנה כרוך במספר סיבובים של החלפת משנה, הגשמה, ושילוב של הנתונים כדי לייצר ספקטרום מאובטח.

תהליך הצפנה

תהליך הצפנה AES מורכב ממספר שלבים:

• (ב) ⁇ :0) ,ב"ה: 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• [ה]הבא [ה]: [ה],] ה', הוא מביא את המדינה עם מפתח עגול שמקורו במפתח הראשי.

רצף זה חוזר על מספר סיבובים בהתאם לגודל המפתח, עם הסיבוב הסופי המיט את צעד MixColumns.

דוגמה: Calculation

שקול להצפין בלוק פשוט 128 סיביות עם מפתח 128 סיביות.הטקסט הראשוני מיוצג ב hexadecimal כמו 00112245566778899aabbccddeeff.המפתח הוא 0001030405060708090a0c0k0d0.הצעד הראשון כרוך בהוספת המפתח ל- The Plaintext, וכתוצאה מכך מצב חדש.

לדוגמה, לאחר ניתוח התוספת של חברת AddRoundKey, המדינה הופכת:

00112233466778899aabbccddeeff

מפתח עגול: 0001030405060708090a0b0c00d0e0f

מצב (hex): 0010304050608090a0b00000.

תהליך זה נמשך בכל הסיבובים, ובסופו של דבר יוצר את הצופן המוצפן.