2. 算法实现
2.1 AES算法每一轮都是用代替和混淆处理整个数据分组，由4个不同的阶段组成，包括：1）字节代替SubBytes:用一个S盒完成分组中的按字节的代替；2）行移位ShiftRows：一个简单的置换；3）列混淆MixColumns:一个利用在域GF（2^8）上的算术特性的代替；4）轮密钥加AddRoundKey：一个利用当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或。
2.2 给定一个明文X，将State初始化为X，并进行AddRoundKey操作，将轮密钥与State异或。对前Nr-1轮中的每一轮，用S盒进行一次SubBytes代替操作；对State做一次ShiftRows行移位操作；再对State做一次MixColumns列混淆操作；然后进行AddRoundKey操作。最后一轮（即第Nr轮）依次进行SubBytes，ShiftRows，AddRoundKey操作。将最后State中的内容定义为密文Y。即在第一轮之前要进行一个AddRoundKey操作，中间各轮依次进行SubBytes，ShiftRows，MixColumns，AddRoundKey操作，最后一轮中没有MixColumns操作。
伪代码描述为:
Cipher(byte in[4*Nb], byte out[4*Nb], word w[Nb*(Nr+1)]) Begin
Byte state[4, Nb] State=in
AddRoundKey(state,w)
for round=1 step 1 to Nr-1 //前Nr-1轮
SubBytes(state) ShiftRows(state) MixColumns(state)
AddRoundKey(state, wound*Nb) end for
SubBytes(state) ShiftRows(state)
AddRoundKey(state, w+Nr*Nb) out=state
end
其中in[],out[],w[]和state中分别存储加密处理的输入，输出，密钥和中间态数据；Nr和Nb分别为迭代轮数和中间态的列数。
2.3基本加密变换
2.3.1 S盒变换-SubBytes(字节运算)
SubBytes()变换是一个基于S盒的非线性置换，它用于将输入或中间态的每一个字节用过一个简单的查表操作，将其映射为另一个字节。映射方法是：把输入字节的高4位作为S盒的行值，，低4位作为列值，然后取出S盒中对应行和列的元素作为输出。例如，输入为“95（十六进制表示）”的值所对应的S盒的行值为’9’，列值为’5’，S盒中相应位置的值为’2a’，就说明’95’被映射为’2a’。 SubBytes()的伪代码描述如下: SubBytes(byte state[4, Nc], Nc) Begin
for r=0 step 1 to 3 for c=0 step 1 to Nc-1
State[r,c]=Sbox[state[r,c]] end for
end for
end
S盒（十六进制）
2.3.2 列混合变换-MixColumns（字运算） MixColumns()实现逐列混合，其方式是： S`(x)=c(x)*s(x)mod(x^4 + 1)
式中，c(x)={03}*x^3+{01}*x+{02}，{}内的数表示是字节； s`(x)=s`0,c+s`1,c*x+s`2c*x^2+s`3,c*x^3; s(x)=s0c+s1c+s2c*x^2+s3c*x^3.
伪代码描述为:
MixColumns(byte state[4,Nc], Nc) begin byte t[4]
for c=0 step 1 to Nc-1 for r=0 step 1 to 3 t[r]=state[r,c]
end for for r=0 step 1 to 3
state[r,c]=FFmul(0x02, t[r])xor FFmul(0x03,t[(r+1)mod4])xor t[(r+2)mod4]xor t[(r+3)mod4] end for end for end
2.3.3 行移位运算--ShiftRows
ShiftRows()完成基于行的循环移位操作，变换方法如图所示，即行移位变换作用在中间态的行上，第0行不变，第1行循环左移1个字节，第2行循环左移2个字节，第3行循环左移3个字节。
ShiftRows()的伪代码描述: ShiftRows(byte state[4,Nc],Nc) begin byte t[Nc]
for r=1 step 1 to 3 for c=0 step 1 to Nc-1
t[c]=state[r,(c+h(r,Nc))moodNc]
