Protectstar 技术

不只是标准。
更胜一筹。

我们不是简单地使用 AES — 我们重新设计了它：512 位分组、24 轮，以及公开文档化的算法。

为一个仅靠标准已不再足够的世界而打造。

源代码文档 (PDF)

开放算法

可独立验证

一目了然

四个数字。
一个根本差异。

Protectstar Extended AES 与标准 AES 的差异，可以归结为四个关键指标——每一项都直接影响你的安全。

512

分组大小（位）

标准 AES 的 4×

加密轮数

AES-256: 14 轮

密钥长度

128、256 和 512 位

CTR

默认模式

+ CBC, CFB, OFB, ECB

标准 vs. Extended

我们的不同之处。

标准 AES 非常出色。我们的 Extended AES 建立在这一基础之上——并在几个关键层面更进一步。

标准 AES

分组大小 128 位

矩阵 4 × 4

AES-128 / AES-256 轮数 10 / 14

最大密钥长度 256 位

完全扩散 2 轮后

Protectstar Extended AES 我们的技术

分组大小 512 位

矩阵 4 × 16

总轮数 24

最大密钥长度 512 位

完全扩散 4 轮后 *

* 经过优化的 ShiftRow 偏移 {0,1,4,5} 将 512 位版本达到完全扩散所需的轮数从 5 轮缩短到 4 轮。标准 AES 在其更小的 4×4 矩阵中经过 2 轮即可达到完全扩散。

Standard AES

4 × 4 · 128 Bit

→

Protectstar Extended AES

4 × 16 · 512 Bit

每个单元格都是 1 个字节。更大的矩阵意味着每个加密分组承载更多数据——也意味着任何攻击都要面对明显更高的复杂度。

轮结构

更多轮数。
更多保护。

每一轮都会进一步增强扩散与混淆。512 位矩阵需要更多轮次——而我们愿意提供，因为安全没有妥协的空间。

AES-128: 10 轮

AES-256: 14 轮

Protectstar Extended AES: 24 轮

为什么这很重要

你能切实感受到的
安全。

没有人能理解的技术，对任何人都没有帮助。下面就是 Extended AES 真正意味着什么。

面向未来

512 位密钥旨在抵御未来的攻击——包括那些今天甚至尚不存在的威胁。

优化的扩散

调整后的 ShiftRow 偏移 {0,1,4,5} 将 512 位版本达到完全扩散所需的轮数从 5 轮降至 4 轮——相较于简单线性扩展，这是可量化的改进。

开放且可验证

不依赖“security through obscurity”。我们公开完整算法和源代码，便于独立审查与验证。

技术文档

完整算法规格

填充、密钥扩展、工作模式、源代码参考

▼

1. 动机

标准 AES 使用 4×4 矩阵（128 位）。Extended AES 使用 4×16 矩阵（512 位），并保持 AddRoundKey、MixColumn 和 S-box 代换不变，同时针对 ShiftRow 偏移、轮数和密钥扩展进行了专门扩展。

2. 工作模式

ECB、CBC、CFB、OFB 和 CTR 均已完整实现。默认模式为 CTR。

3. 总轮数

轮数 =（密钥大小或分组大小，以字为单位）+ 6。对于 512 位分组：16 个字 → 22 轮，再加上因扩展 ShiftRow 操作而增加的 2 轮 = 总计 24 轮。

4. 填充

消息填充遵循 RFC 1321，对齐到 512 位的倍数。密钥填充：较短的密码会用 0 填充，然后使用标准 AES 的 CBC 模式加密，以避免生成包含过多零字节的轮密钥。

5. 轮密钥生成

修改后的 KeyExpansion 过程（Rijndael Spec，第 15 页）：

KeyExpansion(byte Key[4*Nk], word W[Nb*(Nr+1)]) { for(i = 0; i < Nk; i++) W[i] = (key[4*i], key[4*i+1], key[4*i+2], key[4*i+3]); for(i = Nk; i < Nb * (Nr + 1); i++) { temp = W[i - 1]; if (i % Nk == 0 || (i % Nk == 4 && Nk > 6)) temp = SubByte(RotByte(temp)) ^ Rcon[i / Nk]; else if ((i % Nk == 8 || i % Nk == 12) && Nk > 6) temp = SubByte(temp); W[i] = W[i - Nk] ^ temp; } }

6. ShiftRow

标准偏移 {0,1,2,3} 在 Extended AES 中要到 5 轮之后才能实现完全扩散。优化后的偏移 {0,1,4,5} 只需 4 轮即可实现完全扩散。源代码：com.crypt.test.OptimumShiftRow.java

参考资料

AES: wikipedia.org/wiki/Advanced_Encryption_Standard · 分组密码工作模式: wikipedia.org/wiki/Block_cipher_modes_of_operation · PKCS #5 v2.1: RSA Laboratories, 2006年10月

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不只是标准。更胜一筹。

四个数字。一个根本差异。