AES S-Box
AES S-box は 16×16 のバイト置換表であり、各入力バイトを GF(2^8) 上の乗法逆元に写像してからアファイン変換を施し、非線形混同を提供する。
目的
AES のラウンド関数に非線形性を注入し、入出力関係を線形関数や低次多項式では近似できないようにすることで、線形暗号解析に耐性を持たせる。
メカニズム
入力バイト b に対し：b≠0 なら GF(2^8) 逆元 b^-1 を計算（b=0 は 0 に写像）、固定 8×8 バイナリ行列アファイン変換と定数 XOR を施す。S-box は低差分均一度と高非線形度を満たすよう設計される。
ユースケース
- AES の SubBytes ステップ
- AES 復号用の InvSubBytes
- AES ハードウェア実装におけるルックアップテーブル