AES加密算法的密钥扩展算法 题目描述： AES加密算法使用128位、192位或256位的初始密钥，需要生成11轮、13轮或15轮的轮密钥（每轮128位）。密钥扩展算法负责将初始密钥扩展成多个轮密钥，供加密过程中的各轮使用。请详细讲解AES-128（128位密钥版本）的密钥扩展过程。 解题过程： 基本概念理解 AES-128需要生成11个轮密钥（第0轮到第10轮），每个轮密钥128位（16字节）。初始密钥为128位，需要扩展成176字节（11×16）的扩展密钥。 密钥扩展流程 密钥扩展通过递归方式生成，每4字节（32位）为一组： 前4组（16字节）直接使用初始密钥 后续每组通过前一组和4组前的组计算得出 每4组为一个循环，需要特殊处理 具体步骤分解 步骤1：初始填充 将初始密钥分为16字节：K[ 0]到K[ 15 ] 前4组轮密钥就是初始密钥： W[ 0] = K[ 0]K[ 1]K[ 2]K[ 3 ] W[ 1] = K[ 4]K[ 5]K[ 6]K[ 7 ] W[ 2] = K[ 8]K[ 9]K[ 10]K[ 11 ] W[ 3] = K[ 12]K[ 13]K[ 14]K[ 15 ] 步骤2：递归生成规则 对于i ≥ 4： 如果i不是4的倍数：W[ i] = W[ i-4] ⊕ W[ i-1 ] 如果i是4的倍数：W[ i] = W[ i-4] ⊕ T(W[ i-1 ]) T函数详解 T函数包含三个操作： 子操作1：循环左移（RotWord） 将4字节向量[ a,b,c,d]循环左移为[ b,c,d,a ] 子操作2：字节替换（SubWord） 使用AES的S盒对每个字节进行非线性替换 子操作3：轮常量异或（Rcon） 与轮常量Rcon[ i/4 ]进行异或，轮常量计算： Rcon[ j] = (RC[ j ], 0x00, 0x00, 0x00) RC[ 1 ] = 0x01 RC[ j] = 0x02 × RC[ j-1 ]（在GF(2^8)中） 完整计算示例 以第4组W[ 4 ]为例： W[ 4] = W[ 0] ⊕ T(W[ 3 ]) T(W[ 3 ])计算： 假设W[ 3] = [ a,b,c,d ] 循环左移：RotWord(W[ 3]) = [ b,c,d,a ] 字节替换：SubWord([ b,c,d,a ]) 异或轮常量：⊕ Rcon[ 1] = [ 0x01,0x00,0x00,0x00 ] 密钥扩展完成 重复上述过程直到生成44个32位字（176字节），对应11个轮密钥。每个轮密钥由连续的4个字组成，如轮密钥0：W[ 0]W[ 1]W[ 2]W[ 3]，轮密钥1：W[ 4]W[ 5]W[ 6]W[ 7 ]，依此类推。 这个密钥扩展过程确保了轮密钥之间的非线性关系，增强了算法的安全性。