AES原理及其在c语言上的实现

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AES加密算法c语言实现代码

DES_ROL(temp,MOVE_TIMES[cnt]);/*循环左移*/ DES_PC2_Transform(temp,subKeys[cnt]);/*PC2置换，产生子密钥*/ } return 0; }
/*密钥置换1*/ int DES_PC1_Transform(ElemType key[64], ElemType tempbts[56]){ int cnt; for(cnt = 0; cnt < 56; cnt++){
AES加密算法c语言实现代码
/*将二进制位串转为长度为8的字符串*/ int Bit64ToChar8(ElemType bit[64],ElemType ch[8]){ int cnt; memset(ch,0,8); for(cnt = 0; cnt < 8; cnt++){
BitToByte(bit+(cnt<<3),ch+cnt); } return 0; }
/*扩充置换表E*/ int E_Table[48] = {31, 0, 1, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 7, 8,9,10,11,12, 11,12,13,14,15,16, 15,16,17,18,19,20, 19,20,21,22,23,24, 23,24,25,26,27,28, 27,28,29,30,31, 0};
/*对左移次数的规定*/ int MOVE_TIMES[16] = {1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1};
int ByteToBit(ElemType ch,ElemType bit[8]); int BitToByte(ElemType bit[8],ElemType *ch); int Char8ToBit64(ElemType ch[8],ElemType bit[64]); int Bit64ToChar8(ElemType bit[64],ElemType ch[8]); int DES_MakeSubKeys(ElemType key[64],ElemType subKeys[16][48]); int DES_PC1_Transform(ElemType key[64], ElemType tempbts[56]); int DES_PC2_Transform(ElemType key[56], ElemType tempbts[48]); int DES_ROL(ElemType data[56], int time); int DES_IP_Transform(ElemType data[64]); int DES_IP_1_Transform(ElemType data[64]); int DES_E_Transform(ElemType data[48]); int DES_P_Transform(ElemType data[32]); int DES_SBOX(ElemType data[48]); int DES_XOR(ElemType R[48], ElemType L[48],int count); int DES_Swap(ElemType left[32],ElemType right[32]); int DES_EncryptBlock(ElemType plainBlock[8], ElemType subKeys[16][48], ElemType cipherBlock[8]); int DES_DecryptBlock(ElemType cipherBlock[8], ElemType subKeys[16][48], ElemType plainBlock[8]); int DES_Encrypt(char *plainFile, char *keyStr,char *cipherFile); int DES_Decrypt(char *cipherFile, char *keyStr,char *plainFile);

AES加密C语言实现代码

#define BPOLY 0x1b //!< Lower 8 bits of (x^8+x^4+x^3+x+1), ie. (x^4+x^3+x+1).#define BLOCKSIZE 16 //!< Block size in number of bytes.#define KEY_COUNT 3#if KEY_COUNT == 1#define KEYBITS 128 //!< Use AES128.#elif KEY_COUNT == 2#define KEYBITS 192 //!< Use AES196.#elif KEY_COUNT == 3#define KEYBITS 256 //!< Use AES256.#else#error Use 1, 2 or 3 keys!#endif#if KEYBITS == 128#define ROUNDS 10 //!< Number of rounds.#define KEYLENGTH 16 //!< Key length in number of bytes.#elif KEYBITS == 192#define ROUNDS 12 //!< Number of rounds.#define KEYLENGTH 24 //!< // Key length in number of bytes.#elif KEYBITS == 256#define ROUNDS 14 //!< Number of rounds.#define KEYLENGTH 32 //!< Key length in number of bytes.#else#error Key must be 128, 192 or 256 bits!#endif#define EXPANDED_KEY_SIZE (BLOCKSIZE * (ROUNDS+1)) //!< 176, 208 or 240 bytes.unsigned char AES_Key_Table[32] ={0xd0, 0x94, 0x3f, 0x8c, 0x29, 0x76, 0x15, 0xd8,0x20, 0x40, 0xe3, 0x27, 0x45, 0xd8, 0x48, 0xad,0xea, 0x8b, 0x2a, 0x73, 0x16, 0xe9, 0xb0, 0x49,0x45, 0xb3, 0x39, 0x28, 0x0a, 0xc3, 0x28, 0x3c,};unsigned char block1[256]; //!< Workspace 1.unsigned char block2[256]; //!< Worksapce 2.unsigned char tempbuf[256];unsigned char *powTbl; //!< Final location of exponentiation lookup table.unsigned char *logTbl; //!< Final location of logarithm lookup table. unsigned char *sBox; //!< Final location of s-box.unsigned char *sBoxInv; //!< Final location of inverse s-box. unsigned char *expandedKey; //!< Final location of expanded key.void CalcPowLog(unsigned char *powTbl, unsigned char *logTbl) {unsigned char i = 0;unsigned char t = 1;do {// Use 0x03 as root for exponentiation and logarithms.powTbl[i] = t;logTbl[t] = i;i++;// Muliply t by 3 in GF(2^8).t ^= (t << 1) ^ (t & 0x80 ? BPOLY : 0);}while( t != 1 ); // Cyclic properties ensure that i < 255.powTbl[255] = powTbl[0]; // 255 = '-0', 254 = -1, etc.}void CalcSBox( unsigned char * sBox ){unsigned char i, rot;unsigned char temp;unsigned char result;// Fill all entries of sBox[].i = 0;do {//Inverse in GF(2^8).if( i > 0 ){temp = powTbl[ 255 - logTbl[i] ];}else{temp = 0;}// Affine transformation in GF(2).result = temp ^ 0x63; // Start with adding a vector in GF(2).for( rot = 0; rot < 4; rot++ ){// Rotate left.temp = (temp<<1) | (temp>>7);// Add rotated byte in GF(2).result ^= temp;}// Put result in table.sBox[i] = result;} while( ++i != 0 );}void CalcSBoxInv( unsigned char * sBox, unsigned char * sBoxInv ) {unsigned char i = 0;unsigned char j = 0;// Iterate through all elements in sBoxInv using i.do {// Search through sBox using j.do {// Check if current j is the inverse of current i.if( sBox[ j ] == i ){// If so, set sBoxInc and indicate search finished.sBoxInv[ i ] = j;j = 255;}} while( ++j != 0 );} while( ++i != 0 );}void CycleLeft( unsigned char * row ){// Cycle 4 bytes in an array left once.unsigned char temp = row[0];row[0] = row[1];row[1] = row[2];row[2] = row[3];row[3] = temp;}void InvMixColumn( unsigned char * column ){unsigned char r0, r1, r2, r3;r0 = column[1] ^ column[2] ^ column[3];r1 = column[0] ^ column[2] ^ column[3];r2 = column[0] ^ column[1] ^ column[3];r3 = column[0] ^ column[1] ^ column[2];column[0] = (column[0] << 1) ^ (column[0] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[1] = (column[1] << 1) ^ (column[1] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[2] = (column[2] << 1) ^ (column[2] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[3] = (column[3] << 1) ^ (column[3] & 0x80 ? BPOLY : 0);r0 ^= column[0] ^ column[1];r1 ^= column[1] ^ column[2];r2 ^= column[2] ^ column[3];r3 ^= column[0] ^ column[3];column[0] = (column[0] << 1) ^ (column[0] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[1] = (column[1] << 1) ^ (column[1] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[2] = (column[2] << 1) ^ (column[2] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[3] = (column[3] << 1) ^ (column[3] & 0x80 ? BPOLY : 0);r0 ^= column[0] ^ column[2];r1 ^= column[1] ^ column[3];r2 ^= column[0] ^ column[2];r3 ^= column[1] ^ column[3];column[0] = (column[0] << 1) ^ (column[0] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[1] = (column[1] << 1) ^ (column[1] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[2] = (column[2] << 1) ^ (column[2] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[3] = (column[3] << 1) ^ (column[3] & 0x80 ? BPOLY : 0);column[0] ^= column[1] ^ column[2] ^ column[3];r0 ^= column[0];r1 ^= column[0];r2 ^= column[0];r3 ^= column[0];column[0] = r0;column[1] = r1;column[2] = r2;column[3] = r3;}void SubBytes( unsigned char * bytes, unsigned char count ){do {*bytes = sBox[ *bytes ]; // Substitute every byte in state.bytes++;} while( --count );}void InvSubBytesAndXOR( unsigned char * bytes, unsigned char * key, unsigned char count ){do {// *bytes = sBoxInv[ *bytes ] ^ *key; // Inverse substitute every byte in state and add key.*bytes = block2[ *bytes ] ^ *key; // Use block2 directly. Increases speed.bytes++;key++;} while( --count );}void InvShiftRows( unsigned char * state ){unsigned char temp;// Note: State is arranged column by column.// Cycle second row right one time.temp = state[ 1 + 3*4 ];state[ 1 + 3*4 ] = state[ 1 + 2*4 ];state[ 1 + 2*4 ] = state[ 1 + 1*4 ];state[ 1 + 1*4 ] = state[ 1 + 0*4 ];state[ 1 + 0*4 ] = temp;// Cycle third row right two times.temp = state[ 2 + 0*4 ];state[ 2 + 0*4 ] = state[ 2 + 2*4 ];state[ 2 + 2*4 ] = temp;temp = state[ 2 + 1*4 ];state[ 2 + 1*4 ] = state[ 2 + 3*4 ];state[ 2 + 3*4 ] = temp;// Cycle fourth row right three times, ie. left once.temp = state[ 3 + 0*4 ];state[ 3 + 0*4 ] = state[ 3 + 1*4 ];state[ 3 + 1*4 ] = state[ 3 + 2*4 ];state[ 3 + 2*4 ] = state[ 3 + 3*4 ];state[ 3 + 3*4 ] = temp;}void InvMixColumns( unsigned char * state ){InvMixColumn( state + 0*4 );InvMixColumn( state + 1*4 );InvMixColumn( state + 2*4 );InvMixColumn( state + 3*4 );}void XORBytes( unsigned char * bytes1, unsigned char * bytes2, unsigned char count ) {do {*bytes1 ^= *bytes2; // Add in GF(2), ie. XOR.bytes1++;bytes2++;} while( --count );}void CopyBytes( unsigned char * to, unsigned char * from, unsigned char count ) {do {*to = *from;to++;from++;} while( --count );}void KeyExpansion( unsigned char * expandedKey ){unsigned char temp[4];unsigned char i;unsigned char Rcon[4] = { 0x01, 0x00, 0x00, 0x00 }; // Round constant.unsigned char * key = AES_Key_Table;// Copy key to start of expanded key.i = KEYLENGTH;do {*expandedKey = *key;expandedKey++;key++;} while( --i );// Prepare last 4 bytes of key in temp.expandedKey -= 4;temp[0] = *(expandedKey++);temp[1] = *(expandedKey++);temp[2] = *(expandedKey++);temp[3] = *(expandedKey++);// Expand key.i = KEYLENGTH;while( i < BLOCKSIZE*(ROUNDS+1) ){// Are we at the start of a multiple of the key size?if( (i % KEYLENGTH) == 0 ){CycleLeft( temp ); // Cycle left once.SubBytes( temp, 4 ); // Substitute each byte.XORBytes( temp, Rcon, 4 ); // Add constant in GF(2).*Rcon = (*Rcon << 1) ^ (*Rcon & 0x80 ? BPOLY : 0);}// Keysize larger than 24 bytes, ie. larger that 192 bits?#if KEYLENGTH > 24// Are we right past a block size?else if( (i % KEYLENGTH) == BLOCKSIZE ) {SubBytes( temp, 4 ); // Substitute each byte.}#endif// Add bytes in GF(2) one KEYLENGTH away.XORBytes( temp, expandedKey - KEYLENGTH, 4 );// Copy result to current 4 bytes.*(expandedKey++) = temp[ 0 ];*(expandedKey++) = temp[ 1 ];*(expandedKey++) = temp[ 2 ];*(expandedKey++) = temp[ 3 ];i += 4; // Next 4 bytes.}}void InvCipher( unsigned char * block, unsigned char * expandedKey ) {unsigned char round = ROUNDS-1;expandedKey += BLOCKSIZE * ROUNDS;XORBytes( block, expandedKey, 16 );expandedKey -= BLOCKSIZE;do {InvShiftRows( block );InvSubBytesAndXOR( block, expandedKey, 16 );expandedKey -= BLOCKSIZE;InvMixColumns( block );} while( --round );InvShiftRows( block );InvSubBytesAndXOR( block, expandedKey, 16 );}void aesDecInit(void){powTbl = block1;logTbl = block2;CalcPowLog( powTbl, logTbl );sBox = tempbuf;CalcSBox( sBox );expandedKey = block1;KeyExpansion( expandedKey );sBoxInv = block2; // Must be block2.CalcSBoxInv( sBox, sBoxInv );}void aesDecrypt( unsigned char * buffer, unsigned char * chainBlock ) {unsigned char temp[ BLOCKSIZE ];CopyBytes( temp, buffer, BLOCKSIZE );InvCipher( buffer, expandedKey );XORBytes( buffer, chainBlock, BLOCKSIZE );CopyBytes( chainBlock, temp, BLOCKSIZE );}unsigned char Multiply( unsigned char num, unsigned char factor ){unsigned char mask = 1;unsigned char result = 0;while( mask != 0 ){// Check bit of factor given by mask.if( mask & factor ){// Add current multiple of num in GF(2).result ^= num;}// Shift mask to indicate next bit.mask <<= 1;// Double num.num = (num << 1) ^ (num & 0x80 ? BPOLY : 0);}return result;}unsigned char DotProduct( unsigned char * vector1, unsigned char * vector2 ) {unsigned char result = 0;result ^= Multiply( *vector1++, *vector2++ );result ^= Multiply( *vector1++, *vector2++ );result ^= Multiply( *vector1++, *vector2++ );result ^= Multiply( *vector1 , *vector2 );return result;}void MixColumn( unsigned char * column ){unsigned char row[8] = {0x02, 0x03, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03, 0x01, 0x01};// Prepare first row of matrix twice, to eliminate need for cycling.unsigned char result[4];// Take dot products of each matrix row and the column vector.result[0] = DotProduct( row+0, column );result[1] = DotProduct( row+3, column );result[2] = DotProduct( row+2, column );result[3] = DotProduct( row+1, column );// Copy temporary result to original column.column[0] = result[0];column[1] = result[1];column[2] = result[2];column[3] = result[3];}void MixColumns( unsigned char * state ){MixColumn( state + 0*4 );MixColumn( state + 1*4 );MixColumn( state + 2*4 );MixColumn( state + 3*4 );}void ShiftRows( unsigned char * state ){unsigned char temp;// Note: State is arranged column by column.// Cycle second row left one time.temp = state[ 1 + 0*4 ];state[ 1 + 0*4 ] = state[ 1 + 1*4 ];state[ 1 + 1*4 ] = state[ 1 + 2*4 ];state[ 1 + 2*4 ] = state[ 1 + 3*4 ];state[ 1 + 3*4 ] = temp;// Cycle third row left two times.temp = state[ 2 + 0*4 ];state[ 2 + 0*4 ] = state[ 2 + 2*4 ];state[ 2 + 2*4 ] = temp;temp = state[ 2 + 1*4 ];state[ 2 + 1*4 ] = state[ 2 + 3*4 ];state[ 2 + 3*4 ] = temp;// Cycle fourth row left three times, ie. right once.temp = state[ 3 + 3*4 ];state[ 3 + 3*4 ] = state[ 3 + 2*4 ];state[ 3 + 2*4 ] = state[ 3 + 1*4 ];state[ 3 + 1*4 ] = state[ 3 + 0*4 ];state[ 3 + 0*4 ] = temp;}void Cipher( unsigned char * block, unsigned char * expandedKey ) {unsigned char round = ROUNDS-1;XORBytes( block, expandedKey, 16 );expandedKey += BLOCKSIZE;do {SubBytes( block, 16 );ShiftRows( block );MixColumns( block );XORBytes( block, expandedKey, 16 );expandedKey += BLOCKSIZE;} while( --round );SubBytes( block, 16 );ShiftRows( block );XORBytes( block, expandedKey, 16 );}void aesEncInit(void){powTbl = block1;logTbl = tempbuf;CalcPowLog( powTbl, logTbl );sBox = block2;CalcSBox( sBox );expandedKey = block1;KeyExpansion( expandedKey );}void aesEncrypt( unsigned char * buffer, unsigned char * chainBlock ) {XORBytes( buffer, chainBlock, BLOCKSIZE );Cipher( buffer, expandedKey );CopyBytes( chainBlock, buffer, BLOCKSIZE );}#include <string.h>void AES_Test(void){unsigned char dat[16]="0123456789ABCDEF";unsigned char chainCipherBlock[16];unsigned char i;for(i=0;i<32;i++) AES_Key_Table[i]=i;//做运算之前先要设置好密钥，这里只是设置密钥的DEMO。

加密算法 c语言

加密算法 c语言C语言是一种广泛应用于计算机科学领域的编程语言，它具有高效、灵活、可靠的特点。

在密码学中，加密算法是一种用于保护信息安全的重要工具。

本文将介绍一些常见的加密算法和在C语言中的实现。

一、对称加密算法对称加密算法是一种使用相同的密钥进行加密和解密的算法。

其中，最常见的对称加密算法是DES（Data Encryption Standard）和AES（Advanced Encryption Standard）。

1. DES算法DES算法是一种将64位明文加密为64位密文的块加密算法。

它使用56位的密钥和一系列的置换、替换和移位操作来进行加密。

C语言中可以使用openssl库中的函数来实现DES算法的加密和解密。

2. AES算法AES算法是一种使用128位、192位或256位密钥进行加密和解密的块加密算法。

它使用一系列的置换、替换和线性变换操作来进行加密。

C语言中可以使用openssl库中的函数来实现AES算法的加密和解密。

二、非对称加密算法非对称加密算法是一种使用不同的密钥进行加密和解密的算法。

其中，最常见的非对称加密算法是RSA（Rivest-Shamir-Adleman）算法。

1. RSA算法RSA算法是一种基于数论的非对称加密算法。

它使用一对公钥和私钥来进行加密和解密。

C语言中可以使用openssl库中的函数来实现RSA算法的加密和解密。

三、散列函数散列函数是一种将任意长度的输入映射为固定长度输出的算法。

其中，最常见的散列函数是MD5（Message Digest Algorithm 5）和SHA（Secure Hash Algorithm）系列算法。

1. MD5算法MD5算法是一种广泛使用的散列函数，它将任意长度的输入映射为128位的输出。

C语言中可以使用openssl库中的函数来实现MD5算法。

2. SHA算法SHA算法是一系列散列函数，其中最常见的是SHA-1、SHA-256和SHA-512。

aes加密算法的输入c语言实例

aes加密算法的输入c语言实例1.引言1.1 概述概述部分应该对文章的主题进行一个简要介绍，提供一些背景信息和基本概念，以帮助读者了解接下来要讨论的内容。

下面是一个示例：在当今信息安全领域，数据的加密和保护是至关重要的。

随着互联网的发展和应用的广泛，如何确保用户的机密信息在传输和存储过程中不被未经授权的人访问和窃取，成为了一个极具挑战性的问题。

为了应对这个问题，许多加密算法被开发和广泛应用，其中AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）算法就是其中之一。

AES算法是一种对称加密算法，它可以对数据进行高强度的加密和解密，以保护数据的机密性。

它是目前最常用和最可靠的加密算法之一，被广泛应用于各种安全通信和数据存储场景。

AES算法采用了分组加密和替代-置换网络结构，通过多轮的迭代运算和密钥扩展过程，将输入的明文数据转换为密文数据。

解密过程与加密过程相反，通过逆向的操作将密文数据恢复为明文数据。

本文的主要目的是介绍如何使用C语言来实现AES加密算法。

在接下来的内容中，我们将首先简要介绍AES算法的基本原理和步骤，然后详细讲解如何使用C语言来实现这些步骤。

通过本文的学习，读者将可以了解AES算法的基本运作原理，并掌握使用C语言编写AES加密算法的技巧。

在下一节中，我们将开始介绍AES加密算法的基本原理和步骤。

1.2 文章结构文章结构部分将对本文的组织结构和各章节内容进行介绍。

本文分为以下几个部分：1. 引言：本部分包括概述、文章结构和目的三个小节。

在概述中，将简要介绍AES加密算法和其在信息安全领域的重要性。

文章结构部分将重点介绍本文的整体组织架构和各章节内容的概括。

目的部分将明确本文的主要目标和意义。

2. 正文：本部分包括AES加密算法简介和C语言实现AES算法的基本步骤两个小节。

在AES加密算法简介中，将对AES算法的基本原理进行阐述，包括密钥长度、分组长度、轮数等方面的内容。

AES算法C语言讲解与实现

AES算法C语言讲解与实现AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，被广泛应用于各种应用中，如保护通信、数据安全等。

AES算法采用分组密码的方式，将明文数据分成若干个大小相等的分组，然后对每个分组进行加密操作。

1. 密钥扩展（Key Expansion）：AES算法中使用的密钥长度分为128位、192位和256位三种，密钥长度不同，密钥扩展的轮数也不同。

根据密钥长度，需要扩展成多少个轮密钥。

扩展过程中需要进行字节代换、循环左移、模2乘法等操作。

2. 子密钥生成（Subkey Generation）：根据密钥扩展的结果，生成每一轮需要使用的子密钥。

3. 字节替换（SubBytes）：将每个字节替换为S盒中对应的值。

S盒是一个固定的预先计算好的查找表。

4. 行移位（ShiftRows）：对矩阵的行进行循环左移，左移的位数根据行数而定。

5. 列混合（MixColumns）：将每列的四个字节进行混合。

混合操作包括乘法和异或运算。

6. 轮密钥加（AddRoundKey）：将每一轮得到的结果与轮密钥进行异或运算。

以上就是AES算法的六个步骤的实现过程，下面我们来具体讲解一下。

首先，我们需要定义一些辅助函数，如字节代换函数、循环左移函数等。

```cuint8_t substitution(uint8_t byte) return sBox[byte];void shiftRows(uint8_t *state)uint8_t temp;//第二行循环左移1位temp = state[1];state[1] = state[5];state[5] = state[9];state[9] = state[13];state[13] = temp;//第三行循环左移2位temp = state[2];state[2] = state[10];state[10] = temp;temp = state[6];state[6] = state[14];state[14] = temp;//第四行循环左移3位temp = state[15];state[15] = state[11];state[11] = state[7];state[7] = state[3];state[3] = temp;void mixColumns(uint8_t *state)int i;uint8_t temp[4];for(i = 0; i < 4; i++)temp[0] = xTime(state[i * 4]) ^ xTime(state[i * 4 + 1]) ^ state[i * 4 + 1] ^state[i * 4 + 2] ^ state[i * 4 + 3];temp[1] = state[i * 4] ^ xTime(state[i * 4 + 1]) ^xTime(state[i * 4 + 2]) ^state[i * 4 + 2] ^ state[i * 4 + 3];temp[2] = state[i * 4] ^ state[i * 4 + 1] ^ xTime(state[i * 4 + 2]) ^xTime(state[i * 4 + 3]) ^ state[i * 4 + 3];temp[3] = xTime(state[i * 4]) ^ state[i * 4] ^ state[i * 4 + 1] ^state[i * 4 + 2] ^ xTime(state[i * 4 + 3]);state[i * 4] = temp[0];state[i * 4 + 1] = temp[1];state[i * 4 + 2] = temp[2];state[i * 4 + 3] = temp[3];}```接下来，我们实现密钥扩展和子密钥生成的过程。

AESECB加密算法C语言代码实现

AESECB加密算法C语言代码实现要实现AESECB加密算法的C语言代码，需要先了解AES算法的基本原理和步骤。

以下是一个使用C语言实现AESECB加密算法的示例代码：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <openssl/aes.h>//定义密钥长度#define KEY_LENGTH 16//ECBAES加密函数void AESEncrypt_ECB(const unsigned char* plainText, int plainTextLength, unsigned char* cipherText,const unsigned char* key)//创建AES密钥结构体AES_KEY aesKey;//设置加密密码AES_set_encrypt_key(key, KEY_LENGTH * 8, &aesKey);//加密数据AES_ecb_encrypt(plainText, cipherText, &aesKey, AES_ENCRYPT);//ECBAES解密函数void AESDecrypt_ECB(const unsigned char* cipherText, int cipherTextLength, unsigned char* plainText,const unsigned char* key)//创建AES密钥结构体AES_KEY aesKey;//设置解密密码AES_set_decrypt_key(key, KEY_LENGTH * 8, &aesKey);//解密数据AES_ecb_encrypt(cipherText, plainText, &aesKey, AES_DECRYPT);int mai//指定原始明文和密钥unsigned char plainText[] = "Hello, World!";unsigned char key[] = "secretkey";//计算明文长度int plainTextLength = strlen(plainText);//计算加密后的数据长度int cipherTextLength = ((plainTextLength / KEY_LENGTH) + 1) * KEY_LENGTH;//分配加密后数据的内存unsigned char* cipherText = (unsignedchar*)malloc(cipherTextLength);//加密数据AESEncrypt_ECB(plainText, plainTextLength, cipherText, key);//打印加密后的结果printf("Cipher text: ");for (int i = 0; i < cipherTextLength; i++)printf("%02x ", cipherText[i]);}printf("\n");//分配解密后数据的内存unsigned char* decryptedText = (unsignedchar*)malloc(cipherTextLength);//解密数据AESDecrypt_ECB(cipherText, cipherTextLength, decryptedText, key);//打印解密后的结果printf("Decrypted text: %s\n", decryptedText);//释放已分配的内存free(cipherText);free(decryptedText);return 0;```上述代码使用了OpenSSL库提供的AES函数来实现ECB模式的AES加密和解密操作。

AES算法C语言讲解与实现

AES算法C语言讲解与实现
$$AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

AES是一种使用密钥加密的对称性算法，可以使用128位、192位、256位三种长度的密钥，其分组处理的块（block）长度分别为128、192、256bit，由10轮、12轮和14轮加密循环组成，每轮加密循环中采用4
个复合的函数，同时增加密钥的长度。

1.生成口令
首先，在实施AES算法之前，需要生成一个口令，口令是一段由字符
组成的字符串，口令长度需要符合以下要求：128位（16字节），192位（24字节）或256位（32字节）。

2.密钥扩展
由口令生成一系列较长的子密钥。

AES使用一个迭代的函数从口令中
派生出4个较长的密码子串，这些子串以256-bit、192-bit或128-bit
形式组成，此处子串的长度与加密块的长度相同，它们是AES算法执行时
所需要的参数，具体派生步骤可参见下图：
3.加密
AES的加密算法分成10轮，每一轮加密分为三个执行步骤：字节代换、行移位和列混合。

AES解密算法与加密算法一样，也分为10轮，但是解密算法的每一
轮的步骤是加密算法的步骤的逆序。

4.结果
接着加密完成后，AES算法会产生一个新的128位的块作为加密的结果。

AES加密算法实现C

AES加密算法实现C/S模式的通信设计任务：掌握AES的加密算法原理；掌握用socket编程实现C/S模式的加密通信。

设计内容：Socket编程实现客户端和服务器模式的通信；编程实现AES加解密的过程；将AES应用在C/S的通信中，对信息进行加密传输。

设计原理：1、socket编程实现C/S模式的通信，当用户在客户端发出请求时，会在服务器端做出相应的反应，并给出应答信息返回给客户端。

2、AES――对称密码新标准：高级加密标准。

对称密码体制的发展趋势将以分组密码为重点。

分组密码算法通常由密钥扩展算法和加密（解密）算法两部分组成。

密钥扩展算法将b字节用户主密钥扩展成r个子密钥。

加密算法由一个密码学上的弱函数f与r个子密钥迭代r次组成。

混乱和密钥扩散是分组密码算法设计的基本原则。

抵御已知明文的差分和线性攻击，可变长密钥和分组是该体制的设计要点。

AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。

AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。

1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法。

1999年3月完成了第二轮AES 2的分析、测试。

最终将Rijndael数据加密算法作为高级加密标准AES。

在应用方面，尽管DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用，为提高安全强度，通常使用独立密钥的三级DES。

但是DES迟早要被AES代替。

3、AES的主要算法原理：AES 算法是基于置换和代替的。

置换是数据的重新排列，而代替是用一个单元数据替换另一个。

AES 使用了几种不同的技术来实现置换和替换。

为了阐明这些技术，让我们用 Figure 1 所示的数据讨论一个具体的 AES 加密例子。

下面是你要加密的128位值以及它们对应的索引数组：00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 aa bb cc dd ee ff0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15192位密钥的值是：00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f 10 11 12 13 14 15 16 170 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23Figure 2 S-盒（ Sbox ）当 AES 的构造函数（constructor）被调用时，用于加密方法的两个表被初始化。

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AES加密解密算法及其在c语言上的实现引言对称密码算法主要用于保证数据的机密性,通信双方在加密/ 解密过程中使用它们共享的单一密钥。

对称密码算法的使用相当广泛,密码学界已经对它们进行了深入的研究[1] 。

最常用的对称密码算法是数据加密标准(DES) 算法,它是由IBM在美国国家安全局(NSA) 授意之下研制的一种使用56 位密钥的分组密码算法。

自1977 年公布成为美国政府的商用加密标准以来已使用20 多年[2] 。

DES 的主要问题是其密钥长度较短,已不适合于当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。

在DES 每隔五年的评估会议中,最后一次在1998 年美国政府终于决定不再继续延用DES作为联邦加密标准,也就表明了DES 将退出加密标准的舞台,而新的标准AES(AdvancedEncryptionStandard ) 将粉墨登场[3] 。

AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的新一代的加密标准[3～5] 。

NIST对AES候选算法的基本要求是:对称分组密码体制;密钥长度支持128,192,256位;明文分组长度128 位;算法应易于各种硬件和软件实现。

1998年NIST开始AES第一轮征集、分析、测试,共产生了15 个候选算法。

1999 年3 月完成了第二轮AES 的分析、测试。

1999 年8 月NIST公布了五种算法(MARS,RC6,Rijndael,Serpent,Twofish) 成为候选算法。

最后,Rijn2dael[5] ,这个由比利时人设计的算法与其它候选算法在成为高级加密标准(AES) 的竞争中取得成功,于2000 年10月被NIST宣布成为取代DES的新一代的数据加密标准,即AES。

尽管人们对AES还有不同的看法[6～8] ,但总体来说,Rijndael作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和灵活等优点。

AES设计有三个密钥长度:128,192,256 比特, 相对而言,AES 的128 比特密钥比DES的56 比特密钥强1021倍[4] 。

AES 加密/ 解密算法原理对称密码算法根据对明文消息加密方式的不同可分为两大类,即分组密码和流密码。

分组密码将消息分为固定长度的分组,输出的密文分组通常与输入的明文分组长度相同。

AES算法属于分组密码算法,它的输入分组、输出分组以及加/ 解密过程中的中间分组都是128比特。

密钥的长度K为128,192 或256 比特。

用Nk=4,6,8 代表密钥串的字数(1 字=32 比特) ,在本文编制的程序中由用户选定。

用Nr 表示对一个数据分组加密的轮数(加密轮数与密钥长度的关系见表1) 。

每一轮都需要一个和输入分组具有同样长度(128 比特) 的扩展密钥Ke的参与。

由于外部输入的加密密钥K长度有限,所以在AES中要用一个密钥扩展程序( KeyExpansion) 把外部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密密钥。

AES的加密与解密框图如图1 所示。

AES加密与解密流程图(1) 加密变换设X 是AES 的128 比特明文输入,Y 是128 比特的密文输出,则AES 密文Y 可以用下面的复合变换表示:Y=A k(r+1 )·R ·S ·Akr ·C ·R ·S ·Ak(r21)·⋯·C ·R ·S ·Ak1(X) 其中“·”表示复合运算。

这里Aki :表示对X 的一个变换Aki (X) =X ⊕ Ý Ki ( Ki 为第i 轮的子密钥,为比特串的异或运算) 。

S:S 盒置换。

即对每一个字节用S2Box 做一个置换。

S2Box 是一个给定的转换表。

R: 行置换。

C: 列置换。

'(x)(x)(x)s a s =⊗0,0,1,1,2,2,3,3,'02030101'01020301'01010203'03010102c c c c c c c c s s s s s s s s ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 这里⊕是特殊的乘法运算,将在下面详细介绍。

(2) 解密变换解密变换是加密变换的逆变换,这里不再详述。

AES 加密/ 解密算法的实现分组加密表1 是三种不同类型的AES 加密密钥分组大小与相应的加密轮数的对照表。

加密开始时,输入分组的各字节按表2 的方式装入一个矩阵State 中。

如输入ABCDEFGHIJKLMNOP , 则输入块影射到如表2 的状态矩阵State 中。

表1加密过程主程序由下面的伪代码描述。

其中的子程序SubBytes () ,ShiftRows () ,MixColumns () 和Ad2dRounKey() 将在接下来的部分介绍,密钥扩展程序( KeyExpansion) 将在下面介绍。

Cipher(bytein[4 3 4],byteout[4 3 4],wordw[4 3 (Nr+1 ) ]) beginbytestate[4,4] state=in;AddRoundKey(state,w ) //SeeSec.3.1.4 forround=1step1toNr 21SubBytes(state) //SeeSec.3.1.1 ShiftRows(state) //SeeSec.3.1.2MixColumns(state) //SeeSec.3.1.3 AddRoundKey(state,w+round 3 4) endforSubBytes(state) ShiftRows(state)AddRoundKey(state,w+Nr 3 4) out=state endS 盒变换SubBytes()对输入矩阵的任一个元素A 做如下变换S[A]:(1) 一个元素A 从存储角度看都是一个八位的二进制数。

算出前四位所代表的十六进制数x 和后四位所代表的十六进制数y 。

如A=11010100 时,x=c,y=4 。

(2) 从AES 算法给定的S2Box(16 行16 列的矩阵,其中每个元素为一个字节, 具体的S2Box 略) 中找出S[A]=S[x,y] 的值。

如A=11010100 时,S[A]=S[x,y]=S[c,4]={1c}=00011101 。

或直接通过下面的公式将A=b7b6b5b4b3b2b1b0 变为S[A]=b ’7b ’6b ’5b ’4b ’3b ’2b ’1b ’0 。

这里c= (c0,c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7 ) = (0,1,1,0,0,0,1,1 ) 。

(i 4)mod8(i 5)mod8(i 6)mod8(i 6)mod8'i i i b b b b b b c ++++=⊕⊕⊕⊕⊕行变换ShiftRows()在行变换中,中间状态矩阵State 的第一行不变;第二至第四行做如下变换,即将表 3 的状态矩阵变为表4的状态矩阵。

列变换是对中间状态矩阵State 逐列进行变换。

其变换为如下的矩阵运算:0,0,1,1,2,2,3,3,'02030101'01020301'01010203'03010102c c c c c c c c s s s s s s s s ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦经过上面的运算,原来的一列就被替换成下面的式子所表达的新列:S(0,c )′= ({02} ×S(0,c )) ⊕({03} ×S(1,c )) ⊕S(2,c ) ⊕S(3,c )S(1,c )′=S (0,c ) ⊕({02} ×S(1,c )) ⊕({03} ×S(2,c )) ⊕S(3,c )S(2,c )′=S (0,c ) ⊕S(1,c ) ⊕({02} ×S(2,c )) ⊕({03} ×S(3,c )S(3,c )′= ({03} ×S(0,c )) ⊕S(1,c ) ⊕S(2,c ) ⊕({02} ×S(3,c ))这里⊕为按位异或运算,其中的乘法×按照下面介绍的模乘同余规则进行计算。

列变换中要用到的模乘同余规则和我们一般用到的乘法有些不同,由于每一个元素都是一个字节,于是可把这个字节看成一个形式上的七次多项式, 即将b7b6b5b4b3b2b1b0 视为b7x7 +b 6x6 +b 5x5 +b 4x4 +b 3x3 +b2x2 +b 1x+b 0 ,如{11011001}2 ={d9} 16可以被看成是x7+x 6 +x 4 +x 3 +1 。

列变换希望把一个字节变换为一个新的字节,所以需要把两个形式上的七次多项式的乘法结果变为一个新的形式上的七次多项式,然后才能将其恢复为一个字节的长度。

这里采用模一个八次不可约多项式的同余乘法,即将两七次多项式的乘法结果除以这个八次不可约多项式再取其余式。

在AES 中这个八次不可约多项式为m(x) =x 8 +x 4 +x 3 +x+1 。

例如:(x6 +x 4 +x 2 +x+1 ) ×(x7 +x+1 ) =x 13 +x 11 +x 9 +x 8 +x 6 +x 5 +x 4 +x 3 +1(x13 +x 11 +x 9 +x 8 +x 6 +x 5 +x 4 +x 3 +1 ) mod(x8 +x 4 +x 3 +x+1 ) =x 7 + x6 +1对应为{57} ×{83}={c1} 。

与扩展密钥的异或运算AddRoundKey()扩展密钥只参与了这一个变换。

根据加密的轮数用相应的扩展密钥的四个数据项和中间状态矩阵上的列进行按位异或。

[S (0,c )′,S(1,c )′,S(2,c )′,S(3,c )′]=[S (0,c ) ,S(1,c ) ,S(2,c ) ,S(3,c ) ]XOR[W (round×nb+c ) ]密钥扩展程序KeyExpansionAES 算法利用外部输入密钥K(密钥串的字数为Nk) ,通过密钥扩展程序得到共4 (Nr+1 ) 字的扩展密钥w[4 ×(Nr+1 ) ] 。

涉及如下三个模块:(1) 位置变换RotWord() 。

把一个四个字节的序列[a0,a1,a2,a3] 左移一个字节变为[a1,a2,a3,a0] 。

(2) SubWord() 。

对一个四字节的输入字[a0,a1,a2,a3] 的每一个字节进行S 盒变换,然后作为输出(见31111) 。

(3) 变换Rcon[] 。