AES

SPN

• 곱 암호의 일종으로, S-Box를 사용하는 치환과 P-Box를 사용하는 순열을 여러 라운드에 걸쳐 반복한다.
• 페이스텔 구조와 달리 라운드마다 입력 전체에 라운드 함수를 적용하므로, 같은 수의 라운드를 사용할 때 SPN이 페이스텔 구조에 비해 두 배의 암호학적 안전성을 갖는다고 한다.

 

AES 구조

• AES는 DES가 취약해진 뒤, NIST가 새로 공모한 블록 암호의 표준 알고리즘으로 SubBytes, ShiftRows, MixColumns, AddAroundKey로 암호화 및 복호화가 이루어짐.
• AES는 라운드마다 128비트 크기의 블록을 암호화하는 블록 암호다.
• 키의 길이는 128, 192, 256 비트 중 하나 선택 가능.
• 라운드 수는 키의 길이에 따라 10, 12, 14로 결정.
• AES는 암호화할 때, 가장 먼저 각 블록을 4행 4열의 상태 배열로 재구성한다.
• State의 각 칸에는 8비트가 저장된다.

 

AES 라운드 함수

• SubBytes : State의 각 바이트를 S-Box를 참조하여 치환하는 함수.
• ShiftRows : State의 각 행을 구성하는 바이트들을 쉬프트하는 함수로 이 함수는 4가지 함수 중 유일하게 순열 역할을 수행한다.
• MixColumns : 열 단위로 치환을 수행하는 함수
• AddRoundKey : 키 생성 함수로 생성된 라운드 키의 state를 각 바이트별로 XOR 한다. 복호화할 때는 XOR의 성질을 이용하여 동일한 키를 state에 XOR한다.