高并行度的信息加解密算法研究(6)
4、加轮密钥AddRoundKey（）：与加密过程完全相同，因为加轮密钥是自逆的。
3.3.2 AES解密算法的伪代码
EqInvCipher（ byte in[4*Nb]， byte out[4*Nb]， word dw[Nb*（Nr+1）] ）
begin
byte state[4，Nb] ；
state = in ；
AddRoundKey（state， dw[Nr*Nb， （Nr+1）*Nb-1]） ；
for round = Nr-1 step 1 downto 1
InvShiftRows（state） ； // 逆移行
InvSubBytes（state） ； // 逆字节替代
AddRoundKey（state， dw[round*Nb， （round+1）*Nb-1]） ；
InvMixColumns（state） ； // 逆混列
end for
InvSubBytes（state） ； // 最后一轮不含逆混列
InvShiftRows（state） ；
AddRoundKey（state， dw[0， Nb-1]） ；
out = state ； // 输出明文分组
end
3.4 AES算法优点
1、设计简单。无论使用硬件或软件方式实现，无论是否使用反馈模式，AES算法都能显示出非常良好的性能。
2、AES算法的密钥安装时间非常短，具有良好的灵敏度。
3、AES算法的内存需求非常低，非常适合在受限制的环境中使用。这点在并行计算中非常重要，因为在并行计算中往往需要同时处理大量文件，内存易出现分配不足的情况而出错。
4、AES算法的操作简单，在大部分平台上都有良好的运行状况，支持并行处理，并可以抵抗时间和空间上的攻击。
5、AES算法在分组和密钥大小上都具有很大的灵活性[11]。
4 AES算法在GPU上的并行实现
4.1 编程环境
4.1.1 硬件环境
处理器：Intel（R）Core （TM）i5-2500K @3.30GHz
内存（RAM）：16.0 GB
显卡：NVIDIA Geforce GTS 450
GPU：Tesla C2050
显存：3GB GDDR5
CUDA核心： 448
图 4.1 显卡信息4.1.2 软件环境
系统类型：Windows 7 Ultimate 64位操作系统 （SP 1）
CUDA版本：4.0
编程工具：Visual Studio 2010
图 4.2 设备查询结果4.2 数据格式
4.2.1. Files for ozone and meteorological data （only land area）
. File name: 00001-16555.txt
. Data format:
表 4.1 数据格式
Julian Day Hour Temp RH SWDOWN WS O3_2000 O3_2020
数据文件格式，例如00001.txt 第一列：
1 0 0.29833E+03 0.84708E+02 0.00000E+00 0.00000E+00 0.18685E+02 0.18685E+02
每个文件共记录366天的数据，每天24小时，共16555个文件。
4.2.2. File for phenology and others information.
. File name : header.txt
表 4.2 头文件格式
File num Long （deg） Lat （deg） Flowering day Fraction of cultivated
area index
（注：本实验所有数据均来自中科院土壤所。）4.3设计思路
按照CUDA的编程模型，实现AES并行加密和解密将有更大的灵活性，例如，线程块的文数、线程间数据、存储空间类型的选择的共享等。但基于CUDA的编程方法与传统的CPU编程方法相比较，仍然是一项比较复杂的工作。