用AVR匯編語言實現AES及其優化
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圖1 AES的加密和解密流程
由以上算法的流程中可以清楚地看到,整個算法中程序耗時最多的就是圈變化部分,因此對于算法的優化也就在此;而圈變化部分可以優化的也就是列變化。因為列變化是一個模乘同余規則。由于AES加密和解密是不對稱的,如果不對其進行優化,會使算法的解密速度遠遠大于加密的速度[1]。
① 加密運算。對列變換（Mixcolumn）可以通過調用xtime子程序進行優化。具體算法[1]實現如下:
另一種有效的優化方法就是離線構造一個表格,即列變化表格。這樣只要通過查表的方式就可以提高加密速度。
② 解密算法的優化。由于解密的列變換的系數分別是09、0E、0B和0D。在AVR單片機上實現以上的乘法顯然是需要很多的時間,從而導致了解密的性能降低。
優化方法一：對列變化進行分解使倍乘次數降低。
仔細研究解密矩陣的系數,不難發現解密矩陣和加密矩陣有著一定的聯系,即解密矩陣等于加密矩陣和一個矩陣的相乘。通過這樣的聯系,就可以對算法進行優化：
這樣一來,只用幾個簡單的“異或”就可以實現列變化,使倍乘的次數降低,提高解密的速度。
優化方法二：構造表格。
同加密構造方法一樣,可以構造四個表格T[ea]=e×a; T[9a]=9×a;T[9a]=9×a;T[ba]=b×a。這樣一來,也只需要進行查表和簡單的異或就可以完成解密的任務。雖然這種方法將增加額外的開銷,但是它卻是一種有效的方法。
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