Matematik temelli yaklaşımlara sahip bir protokol, görece modern teknolojiler veyahut bir cihazın içerisinde koşan yazılım modüllerine bakıldığında ilgili yaklaşımın yıllar öncesinde bir standarta bindirildiğini görmek çokta zor olmasa gerek. AES’e gebe kalınmadan önce DES(Data Encryption Standart) kullanılmaktaymış. Ancak bu standart numerik olarak düşük şifreleme anahtar boyutuna sahip olduğu için(sadece 56-bit) düzenlenen DES Challenge 3’de 22 saatte DES tarafından şifrelenmiş bir metin kırılabilmiş. Bunun üzerine NIST (National Institute of Standards and Technology) 1997 yılında bir çağrıya çıkıyor. Bu çağrı sonucunda toplanan yaklaşımlardan bazıları gereksinimleri karşılamıyor ve 5 yaklaşım 1999 yılında bir nevi final sahnesine çıkıyor. 2000 yılında Rijndael isimli kişinin yaklaşımı 1.sıraya yükseliyor ve 2001 yılında bu yaklaşım standart haline getiriliyor. Ortaya DES’den daha hızlı çalışan, farklı şifreleme anahtar boyutuna(128, 192, 256) sahip bir şifreleme algoritması meydana geliyor.
Bu aşamada orjinal key alınarak, her round sonrasında yeni bir round-key oluşturulur. 128bit key için Round Key oluşturma işleminin adımları şu şekildedir. 192 ve 256 bit bir tık daha komplike olacaktır. Daha öncesinde her round sonrasında 128b round-key oluşturulduğundan ve AES-128 için toplam 11 round-key olduğundan bahsetmiştik. Bu durumda 11 x 128b = 176 byte uzunluğuna sahip bir dizi bizim için yeterli olacaktır.
Tüm seri boyunca kullanacağımız key : “AES BLOG YAZIMIZ” olacaktır. Her karakter bir byte olacak şekilde düşünülmüştür. Bu anahtarımızı hex formatına dönüştürelim;
Şimdi ise kendi chiper key değerimizden round-key değerlerimizi oluşturmak için gerekli fonksiyonu oluşturalım.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#define getSBoxValue(num) (sbox[(num)])
#define KEY_EXP_SIZE 176
#define Swap4Bytes(val) \
( (((val) >> 24) & 0x000000FF) | (((val) >> 8) & 0x0000FF00) | \
(((val) << 8) & 0x00FF0000) | (((val) << 24) & 0xFF000000) )
uint8_t round_sub_keys[KEY_EXP_SIZE];
static const uint8_t sbox[256] = {
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76,
0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0,
0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15,
0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75,
0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84,
0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf,
0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8,
0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5, 0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2,
0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73,
0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb,
0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79,
0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08,
0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6, 0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a,
0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e,
0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf,
0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16 };
static const uint8_t Rcon[11] = {
0x8d, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36 };
static void KeyExpansion(uint8_t* RoundKey, const uint8_t* Key)
{
unsigned i, j, k;
uint8_t tempa[4]; // Used for the column/row operations
const uint8_t Nr = 10;
const uint8_t Nk = 4;
const uint8_t Nb = 4;
// The first round key is the key itself.
for (i = 0; i < Nk; ++i)
{
RoundKey[(i * 4) + 0] = Key[(i * 4) + 0];
RoundKey[(i * 4) + 1] = Key[(i * 4) + 1];
RoundKey[(i * 4) + 2] = Key[(i * 4) + 2];
RoundKey[(i * 4) + 3] = Key[(i * 4) + 3];
}
// All other round keys are found from the previous round keys.
for (i = Nk; i < Nb * (Nr + 1); ++i)
{
{
k = (i - 1) * 4;
tempa[0]=RoundKey[k + 0];
tempa[1]=RoundKey[k + 1];
tempa[2]=RoundKey[k + 2];
tempa[3]=RoundKey[k + 3];
}
if (i % Nk == 0)
{
// This function shifts the 4 bytes in a word to the left once.
// [a0,a1,a2,a3] becomes [a1,a2,a3,a0]
// Function RotWord()
{
const uint8_t u8tmp = tempa[0];
tempa[0] = tempa[1];
tempa[1] = tempa[2];
tempa[2] = tempa[3];
tempa[3] = u8tmp;
}
// SubWord() is a function that takes a four-byte input word and
// applies the S-box to each of the four bytes to produce an output word.
// Function Subword()
{
tempa[0] = getSBoxValue(tempa[0]);
tempa[1] = getSBoxValue(tempa[1]);
tempa[2] = getSBoxValue(tempa[2]);
tempa[3] = getSBoxValue(tempa[3]);
}
tempa[0] = tempa[0] ^ Rcon[i/Nk];
}
j = i * 4;
k = (i - Nk) * 4;
RoundKey[j + 0] = RoundKey[k + 0] ^ tempa[0];
RoundKey[j + 1] = RoundKey[k + 1] ^ tempa[1];
RoundKey[j + 2] = RoundKey[k + 2] ^ tempa[2];
RoundKey[j + 3] = RoundKey[k + 3] ^ tempa[3];
}
}
/* Check with this online web-site : https://www.cryptool.org/en/cto/aes-step-by-step */
int main(int argc, char* argv[])
{
uint8_t chiper_key[16] = {0x41, 0x45, 0x53, 0x20, 0x42, 0x4c, 0x4f, 0x47, 0x20, 0x59, 0x41, 0x5a, 0x49, 0x4d, 0x49, 0x5a};
KeyExpansion(round_sub_keys, chiper_key);
for (int i = 0; i < 11; ++i)
{
printf("Round {%i} -> ", i);
for (int y = 0; y < 16; ++y)
{
static int sub_key_idx = 0;
if (y % 4 == 0)
{
printf("sub-key-w[%i] :", sub_key_idx);
++sub_key_idx;
}
printf("%02x ",round_sub_keys[i * 16 + y]);
}
printf("\r\n");
}
}
Volkan's Space 
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.