Điểm:1

Trong AES-256, trường mở rộng $GF(2^8)$ chính xác là gì?

lá cờ et

Câu hỏi của tôi hơi khó diễn tả, vì vậy trước tiên hãy để tôi bắt đầu bằng một phép loại suy

Trong một đường cong elip trên một trường hữu hạn, có 2 nhóm - nhóm đầu tiên là một trường hữu hạn trên đó đường cong elip được xác định. Nhóm thứ 2 là nhóm được hình thành bởi tất cả các điểm của đường cong elip. Đây là 2 nhóm khác nhau.


câu hỏi thực tế của tôi:

Trong AES256, chúng tôi sử dụng đa thức để biểu thị từng byte. Các hệ số của đa thức là từ $\operatorname{GF}(2)$ - tức là vành đa thức trên $\operatorname{GF}(2)$. Phép cộng đa thức được thực hiện theo mod 2. Phép nhân được thực hiện theo 2 bước. Đầu tiên, 2 đa thức được nhân mod 2. Sau đó, chúng được rút gọn mod đa thức bất khả quy

Vì vậy, tôi bối rối không biết chính xác ở đâu $\operatorname{GF}(2^8)$ đi vào hình ảnh?

Tôi đoán rằng mỗi byte được biểu thị bằng đa thức là thành viên của trường $\operatorname{GF}(2^8)$ - I E. $\operatorname{GF}(2^8)$ là một trường byte.

Và giống như đối với các đường cong elip, chúng tôi tùy ý xác định phép cộng bằng phương pháp tiếp tuyến & hợp âm, ở đây chúng tôi tùy ý xác định phép cộng và phép nhân của các phần tử trường (các byte) như

  • cộng 2 phần tử của trường $\operatorname{GF}(2^8)$ - thêm hệ số mod 2.

  • phép nhân 2 phần tử của trường $\operatorname{GF}(2^8)$ - nhân các hệ số mod 2 & sau đó giảm nó mod đa thức bất khả quy.

Cách giải thích của tôi có đúng không hay tôi hoàn toàn thiếu phần trừu tượng hóa & hoạt động của trường ở đây?

Nếu đúng, thì câu hỏi tiếp theo của tôi là về khái niệm trường mở rộng ở đây - $\operatorname{GF}(2^8)$ là trường mở rộng của $\operatorname{GF}(2)$ - chính xác thì nó có nghĩa là gì ở đây - nó chỉ có nghĩa là mỗi byte chứa 8 bit (mỗi bit là một phần tử của $\operatorname{GF}(2)$). Tương tự như vậy, các trường con làm gì $\operatorname{GF}(2^2)$ & $\operatorname{GF}(2^4)$ đại diện ở đây?

kelalaka avatar
lá cờ in
[A Stick Figure Guide to the Advanced Encryption Standard (AES)](http://www.moserware.com/2009/09/stick-figure-guide-to-advanced.html) và AES-Book.
Điểm:4
lá cờ ng

Không có gì tương đương trong AES với Đường cong Elliptic tập đoàn được sử dụng trong Mật mã đường cong Elliptic. Đặc biệt, không có sự phù hợp nào đối với các điểm có tọa độ tuân theo phương trình đường cong hoặc đối với một quy tắc ưa thích để thêm các điểm này.

Song song với ECC dừng tại AES bằng cách sử dụng trường hữu hạn đối với byte cũng như ECC đối với tọa độ từng điểm. Trong AES, trường này là $\operatorname{GF(q)}$ với $q=2^8=256$. Trong ECC, trường này là $\operatorname{GF(q)}$ cho một số lớn hơn nhiều $q$ (thường có hàng trăm thay vì 9 bit).

Người ta có thể coi một trường hữu hạn là một tương tự hữu hạn của tập hợp các số thực $\mathbb R$ (hoặc của các phân số $\mathbb Q$) khi nói đến đại số chỉ giới hạn ở phép cộng, phép nhân, phép lấy ngược hoặc nghịch đảo và kiểm tra đẳng thức (chứ không phải thứ tự). Một bộ với $q$ các phần tử có thể được tạo thành một trường khi và chỉ khi $q=p^m$$p$ một số nguyên tố và số nguyên $m>0$. Khi nào $m=1$, cánh đồng $\operatorname{GF(p)}$ với số nguyên tố $p$ là quen thuộc $\mathbb Z/p\mathbb Z$, cũng lưu ý $\mathbb Z_p$, hoặc số nguyên tương đương trong $[0,p)$ với luật trường cộng và nhân modulo $p$. Trường như vậy được sử dụng trong ECC cho cái gọi là đường cong nguyên tố như secp256k1 (với $p$ số nguyên tố 256 bit). Nhưng ECC hoạt động cho bất kỳ trường hữu hạn lớn nào. Ví dụ. phái283k1 trường sử dụng $\operatorname{GF(2^{283})}$, và cái này Nhóm Elliptic Curve sử dụng trường $\operatorname{GF}(9767^{19})$.

Khi nào $m>1$, kể cả khi $p=2$, một phần tử trường có thể được coi là một vectơ hoặc bộ của $m$ các yếu tố của trường $\operatorname{GF(p)}$, hoặc tương đương như $m$ hệ số của đa thức $P(x)$ bằng cấp thấp hơn $m$ và các hệ số trong $\operatorname{GF(p)}$. Bổ sung trong lĩnh vực này $\operatorname{GF(p^m)}$ là bổ sung các thành phần vector/tupple trong lĩnh vực này $\operatorname{GF(p)}$, hoặc phép cộng đa thức. Khi nào $p=2$ điều đó giảm xuống XOR. Nhìn thấy cái này để biết tại sao biểu diễn dưới dạng hệ số của đa thức lại có ý nghĩa để xác định phép nhân một cách gọn gàng.

(Trong AES) $\operatorname{GF}(2^8)$ là trường mở rộng của $\operatorname{GF}(2)$ (â¦) Nó chỉ có nghĩa là mỗi byte chứa 8 bit (mỗi bit là một phần tử của $\operatorname{GF}(2)$) ?

Nó có nghĩa là, $\operatorname{GF}(2^8)$ được gắn với hai định luật nội tại (hoạt động) làm cho nó trở thành một trường: phép cộng rút gọn thành phép cộng của từng thành phần trong số 8 thành phần trong $\operatorname{GF}(2^8)$, và một phép nhân phù hợp.

Tương tự như vậy, các trường con làm gì $\operatorname{GF}(2^2)$$\operatorname{GF}(2^4)$ đại diện ở đây?

Chúng là các trường khác nhau với 4 và 16 phần tử thay vì 256. Đôi khi, việc biểu diễn một phần tử của $\operatorname{GF}(2^8)$ như hai phần tử của $\operatorname{GF}(2^4)$ hoặc bốn yếu tố của $\operatorname{GF}(2^2)$. Ngoài ra, biểu diễn như vậy hoạt động khá trực tiếp, nhưng phép nhân là một câu chuyện phức tạp hơn. Điều đó không bắt buộc trong quá trình triển khai hoặc nghiên cứu tiêu chuẩn về AES (tôi chỉ thấy nó được sử dụng trong quá trình triển khai AES S-box được tối ưu hóa).

Điểm:4
lá cờ in

$GF(2^n)$ các yếu tố thực sự có thể được đại diện bởi $n$chuỗi -bit, đồng thời có thể được hiểu là đa thức bậc nhiều nhất $n-1$ với các hệ số từ $GF(2)$. Sự khác biệt giữa "chỉ một byte" và $GF(2^8)$ phần tử là các hoạt động trường, đáp ứng các thuộc tính nhất định.

Phép cộng thực sự chỉ là phép cộng các hệ số theo tọa độ modulo 2.

Phép nhân được định nghĩa bằng cách nhân các đa thức, giảm các hệ số kết quả theo modulo 2 và chính đa thức modulo trường xác định đa thức (sử dụng đa thức phân công).

Đăng câu trả lời

Hầu hết mọi người không hiểu rằng việc đặt nhiều câu hỏi sẽ mở ra cơ hội học hỏi và cải thiện mối quan hệ giữa các cá nhân. Ví dụ, trong các nghiên cứu của Alison, mặc dù mọi người có thể nhớ chính xác có bao nhiêu câu hỏi đã được đặt ra trong các cuộc trò chuyện của họ, nhưng họ không trực giác nhận ra mối liên hệ giữa câu hỏi và sự yêu thích. Qua bốn nghiên cứu, trong đó những người tham gia tự tham gia vào các cuộc trò chuyện hoặc đọc bản ghi lại các cuộc trò chuyện của người khác, mọi người có xu hướng không nhận ra rằng việc đặt câu hỏi sẽ ảnh hưởng—hoặc đã ảnh hưởng—mức độ thân thiện giữa những người đối thoại.