AES (Advanced Encryption Standard) ist ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der verschiedene Operationen verwendet, um Daten zu verschlüsseln. Hier sind die Bestandteile Vertauschung, Verschiebung und Rotation anhand eines Beispiels erklärt: 1. **Vertauschung (SubBytes)**: - **Beispiel**: Angenommen, wir haben ein Byte `0x53`. - **Operation**: In der SubBytes-Phase wird jedes Byte durch ein anderes Byte ersetzt, das in einer festen S-Box (Substitutionsbox) nachgeschlagen wird. - **Ergebnis**: Wenn `0x53` in der S-Box nachgeschlagen wird, könnte es beispielsweise in `0xED` umgewandelt werden. 2. **Verschiebung (ShiftRows)**: - **Beispiel**: Angenommen, wir haben eine 4x4-Matrix von Bytes: ``` [ a1, a2, a3, a4 ] [ b1, b2, b3, b4 ] [ c1, c2, c3, c4 ] [ d1, d2, d3, d4 ] ``` - **Operation**: In der ShiftRows-Phase werden die Bytes in jeder Zeile der Matrix um eine bestimmte Anzahl von Positionen nach links verschoben. Die erste Zeile bleibt unverändert, die zweite Zeile wird um eine Position, die dritte um zwei Positionen und die vierte um drei Positionen verschoben. - **Ergebnis**: ``` [ a1, a2, a3, a4 ] [ b2, b3, b4, b1 ] [ c3, c4, c1, c2 ] [ d4, d1, d2, d3 ] ``` 3. **Rotation (MixColumns)**: - **Beispiel**: Angenommen, wir haben eine Spalte der 4x4-Matrix: ``` [ a1 ] [ b1 ] [ c1 ] [ d1 ] ``` - **Operation**: In der MixColumns-Phase wird jede Spalte der Matrix als Polynom behandelt und mit einem festen Polynom multipliziert. Dies führt zu einer Mischung der Bytes innerhalb jeder Spalte. - **Ergebnis**: Nach der MixColumns-Operation könnte die Spalte beispielsweise so aussehen: ``` [ a1' ] [ b1' ] [ c1' ] [ d1' ] ``` wobei `a1'`, `b1'`, `c1'` und `d1'` neue Werte sind, die durch die Mischung der ursprünglichen Werte entstanden sind. Diese Operationen zusammen sorgen dafür, dass die Daten gründlich verschlüsselt werden und es sehr schwierig ist, ohne den Schlüssel auf die ursprünglichen Daten zuzugreifen.