文章目录
- 1、AES算法流程概述
- 2、C语言实现AES算法流程
- 2.1 S盒和逆S盒
- 2.2 轮常量
- 2.3 密钥扩展
- 2.3.1 密钥字代换函数
- 2.3.2 密钥移位函数（字循环 函数）
- 2.3.3 密钥扩展函数
- 2.4 AES加密
- 2.4.1 轮密钥加函数
- 2.4.2 字节代换函数
- 2.4.3 行移位函数
- 2.4.4 列混合变换函数
- 2.4.5 AES加密16字节数据函数
- 2.4.6 AES加密不定长数据函数
- 2.5 AES解密
- 2.5.1 轮密钥加函数
- 2.5.2 逆行移位函数
- 2.5.3 逆字节代换函数
- 2.5.4 逆列混合变换函数
- 2.5.5 AES解密16字节数据函数
- 2.5.6 AES解密不定长数据函数
- 3、实例
- 3.1 AES.h
- 3.2 AES.c
- 3.3 main.c
1、AES算法流程概述
AES算法主要可以分为密钥扩展、字节替换、行移位、列混合和轮秘钥加这5个步骤。
2、C语言实现AES算法流程
有些算法比较复杂，就不细细描述了，直接附上实现代码，代码都是经过运行，确定正确性的。
2.1 S盒和逆S盒
// S盒
static unsigned char AesSbox[16 * 16]=
{
// populate the Sbox matrix
/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f */
/*0*/ 0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76,
/*1*/ 0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0,
/*2*/ 0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15,
/*3*/ 0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75,
/*4*/ 0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84,
/*5*/ 0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf,
/*6*/ 0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8,
/*7*/ 0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5, 0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2,
/*8*/ 0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73,
/*9*/ 0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb,
/*a*/ 0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79,
/*b*/ 0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08,
/*c*/ 0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6, 0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a,
/*d*/ 0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e,
/*e*/ 0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf,
/*f*/ 0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
};
// 逆S盒
static unsigned char AesiSbox[16 * 16]=
{
// populate the iSbox matrix
/* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f */
/*0*/ 0x52, 0x09, 0x6a, 0xd5, 0x30, 0x36, 0xa5, 0x38, 0xbf, 0x40, 0xa3, 0x9e, 0x81, 0xf3, 0xd7, 0xfb,
/*1*/ 0x7c, 0xe3, 0x39, 0x82, 0x9b, 0x2f, 0xff, 0x87, 0x34, 0x8e, 0x43, 0x44, 0xc4, 0xde, 0xe9, 0xcb,
/*2*/ 0x54, 0x7b, 0x94, 0x32, 0xa6, 0xc2, 0x23, 0x3d, 0xee, 0x4c, 0x95, 0x0b, 0x42, 0xfa, 0xc3, 0x4e,
/*3*/ 0x08, 0x2e, 0xa1, 0x66, 0x28, 0xd9, 0x24, 0xb2, 0x76, 0x5b, 0xa2, 0x49, 0x6d, 0x8b, 0xd1, 0x25,
/*4*/ 0x72, 0xf8, 0xf6, 0x64, 0x86, 0x68, 0x98, 0x16, 0xd4, 0xa4, 0x5c, 0xcc, 0x5d, 0x65, 0xb6, 0x92,
/*5*/ 0x6c, 0x70, 0x48, 0x50, 0xfd, 0xed, 0xb9, 0xda, 0x5e, 0x15, 0x46, 0x57, 0xa7, 0x8d, 0x9d, 0x84,
/*6*/ 0x90, 0xd8, 0xab, 0x00, 0x8c, 0xbc, 0xd3, 0x0a, 0xf7, 0xe4, 0x58, 0x05, 0xb8, 0xb3, 0x45, 0x06,
/*7*/ 0xd0, 0x2c, 0x1e, 0x8f, 0xca, 0x3f, 0x0f, 0x02, 0xc1, 0xaf, 0xbd, 0x03, 0x01, 0x13, 0x8a, 0x6b,
/*8*/ 0x3a, 0x91, 0x11, 0x41, 0x4f, 0x67, 0xdc, 0xea, 0x97, 0xf2, 0xcf, 0xce, 0xf0, 0xb4, 0xe6, 0x73,
/*9*/ 0x96, 0xac, 0x74, 0x22, 0xe7, 0xad, 0x35, 0x85, 0xe2, 0xf9, 0x37, 0xe8, 0x1c, 0x75, 0xdf, 0x6e,
/*a*/ 0x47, 0xf1, 0x1a, 0x71, 0x1d, 0x29, 0xc5, 0x89, 0x6f, 0xb7, 0x62, 0x0e, 0xaa, 0x18, 0xbe, 0x1b,
/*b*/ 0xfc, 0x56, 0x3e, 0x4b, 0xc6, 0xd2, 0x79, 0x20, 0x9a, 0xdb, 0xc0, 0xfe, 0x78, 0xcd, 0x5a, 0xf4,
/*c*/ 0x1f, 0xdd, 0xa8, 0x33, 0x88, 0x07, 0xc7, 0x31, 0xb1, 0x12, 0x10, 0x59, 0x27, 0x80, 0xec, 0x5f,
/*d*/ 0x60, 0x51, 0x7f, 0xa9, 0x19, 0xb5, 0x4a, 0x0d, 0x2d, 0xe5, 0x7a, 0x9f, 0x93, 0xc9, 0x9c, 0xef,
/*e*/ 0xa0, 0xe0, 0x3b, 0x4d, 0xae, 0x2a, 0xf5, 0xb0, 0xc8, 0xeb, 0xbb, 0x3c, 0x83, 0x53, 0x99, 0x61,
/*f*/ 0x17, 0x2b, 0x04, 0x7e, 0xba, 0x77, 0xd6, 0x26, 0xe1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0c, 0x7d
};
2.2 轮常量
// 轮常量
static unsigned char AesRcon[11 * 4]=
{
0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x01, 0x00, 0x00, 0x00,
0x02, 0x00, 0x00, 0x00,
0x04, 0x00, 0x00, 0x00,
0x08, 0x00, 0x00, 0x00,
0x10, 0x00, 0x00, 0x00,
0x20, 0x00, 0x00, 0x00,
0x40, 0x00, 0x00, 0x00,
0x80, 0x00, 0x00, 0x00,
0x1b, 0x00, 0x00, 0x00,
0x36, 0x00, 0x00, 0x00
};
2.3 密钥扩展
2.3.1 密钥字代换函数
/******密钥字代换函数*****/
//状态矩阵中的元素按照下面的方式映射为一个新的字节：
//把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒或者逆S盒中对应的行的元素作为输出。
unsigned char* SubWord(unsigned char word[])
{
int j;
static byte temp[4];
for(j = 0; j < 4; j++)
{
temp[j] = AesSbox[16 * (word[j] >> 4) + (word[j] & 0x0f)];
}
return temp;
}
2.3.2 密钥移位函数（字循环 函数）
/******密钥移位函数（字循环 函数）*****/
// 将1个字中的4个字节循环左移1个字节。
// 即将输入字[b0, b1, b2, b3]变换成[b1, b2, b3, b0]。
unsigned char* RotWord(unsigned char word[])
{
static byte temp[4];
temp[0] = word[1];
temp[1] = word[2];
temp[2] = word[3];
temp[3] = word[0];
return temp;
}
2.3.3 密钥扩展函数
/**
*** 密钥扩展函数（作用：得到10轮子密钥）
***
*** Nk 密钥长度 = 4 （单位：4字节）
*** Nr 加密轮数 = 10
***
***初始的128位密钥 key[4 * 4字节] = k[0] k[1] k[2] k[3]
*** k[4] k[5] k[6] k[7]
*** k[8] k[9] k[10] k[11]
*** k[12] k[13] k[14] k[15]
***
*** 扩展密钥W的初始值: W0 = k[0] k[1] k[2] k[3]
*** W1 = k[4] k[5] k[6] k[7]
*** W2 = k[8] k[9] k[10] k[11]
*** W3 = k[12] k[13] k[14] k[15]
***
*** 注：Wi = w[4i] w[4i + 1] w[4i + 2] w[4i + 3]
***
*** 第0轮子密钥 ：W0 W1 W2 W3
*** 第1轮子密钥 ：W4 W5 W6 W7
*** 第2轮子密钥 ：W8 W9 W10 W11
*** 第3轮子密钥 ：W12 W13 W14 W15
*** 第4轮子密钥 ：W16 W17 W18 W19
*** 第5轮子密钥 ：W20 W21 W22 W23
*** 第6轮子密钥 ：W24 W25 W26 W27
*** 第7轮子密钥 ：W28 W29 W30 W31
*** 第8轮子密钥 ：W32 W33 W34 W35
*** 第9轮子密钥 ：W36 W37 W38 W39
*** 第10轮子密钥：W40 W41 W42 W43
***
**/
void KeyExpansion(void)
{
int row;
byte temp[4];
byte *ret;
memset(w, 0, 16 * 15);
// 扩展密钥初始值 W0 ~ W3
for(row = 0; row < Nk; row++) // 复制 key[0] ~ key[15] 到 W[0] ~ W[15]
{
w[4 * row + 0] = key[4 * row];
w[4 * row + 1] = key[4 * row + 1];
w[4 * row + 2] = key[4 * row + 2];
w[4 * row + 3] = key[4 * row + 3];
}
// 循环 40 轮 当前计算轮数 i = row - 4
// 第1轮： 输入 W0 W3 输出 W4
// 第2轮： 输入 W1 W4 输出 W5
// 第3轮： 输入 W2 W5 输出 W6
// 第4轮： 输入 W3 W6 输出 W7
// 第i轮： 输入 W(i - 1) W(i + 2) 输出 W(i + 3)
// 第40轮：输入 W39 W42 输出 W43
for(row = Nk; row < 4 * (Nr + 1); row++)
{
temp[0] = w[4 * row - 4]; //当前列的前一列
temp[1] = w[4 * row - 3];
temp[2] = w[4 * row - 2];
temp[3] = w[4 * row - 1];
// 新列以如下的递归方式产生：
// 逢nk时，对当前列的前一列作特殊处理
// 如果 row 是4的倍数，Wi = W(i-4) ⊕ T(W(i-1)) 注：函数T由3部分组成：字循环、字节代换和轮常量异或
// 如果 row 不是4的倍数，Wi = W(i-4) ⊕ W(i-1)
// 当 row 是4的倍数，计算 T(W(i-1))
if(row % Nk == 0)
{
// 先 “字循环” RotWord 再 “字节代换” SubWord
ret = SubWord(RotWord(temp));
temp[0] = ret[0];
temp[1] = ret[1];
temp[2] = ret[2];
temp[3] = ret[3];
// “轮常量异或” （将前两步的结果 和 轮常量AesRcon[j]进行异或，其中j表示轮数）
temp[0] = (byte)((int)temp[0] ^ (int) AesRcon[4 * (row / Nk) + 0]);
temp[1] = (byte)((int)temp[1] ^ (int) AesRcon[4 * (row / Nk) + 1]);
temp[2] = (byte)((int)temp[2] ^ (int) AesRcon[4 * (row / Nk) + 2]);
temp[3] = (byte)((int)temp[3] ^ (int) AesRcon[4 * (row / Nk) + 3]);
}
w[4 * row + 0] = (byte) ((int) w[4 * (row - Nk) + 0] ^ (int)temp[0]);
w[4 * row + 1] = (byte) ((int) w[4 * (row - Nk) + 1] ^ (int)temp[1]);
w[4 * row + 2] = (byte) ((int) w[4 * (row - Nk) + 2] ^ (int)temp[2]);
w[4 * row + 3] = (byte) ((int) w[4 * (row - Nk) + 3] ^ (int)temp[3]);
} // for loop
}
2.4 AES加密
2.4.1 轮密钥加函数
/****轮密钥加****/
// 根据传入的轮数来把状态矩阵State[i][j]与相应的W[4 * ((round * 4) + j) + i]异或
void AddRoundKey(int round)
{
int i, j; //i行 j列 // 因为密钥W(x)是一列一列排列的，W(x) = w[4x+0] w[4x+1] w[4x+2] w[4x+3]
// 即 w[4x+0] w[4x+1] w[4x+2] w[4x+3] x = (round * 4) + j
// k0 k4 k8 k12
for(j = 0; j < 4; j++) // k1 k5 k9 k13
{ // k2 k6 k10 k14
for(i = 0; i < 4; i++) // k3 k7 k11 k15
{
// 所以i行j列的下标是4 * ((round * 4) + j) + i即16 * round + 4 * j+ i
State[i][j]=(unsigned char)((int)State[i][j] ^ (int)w[4 * ((round * 4) + j) + i]);
}
}
}
2.4.2 字节代换函数
/****字节代换函数****/
// 状态矩阵中的元素按照下面的方式映射为一个新的字节：把该字节的高4位作为行值，低4位作为列值，取出S盒或者逆S盒中对应的行的元素作为输出。
void SubBytes(void)
{
int i, j;
for(j = 0; j < 4; j++)
{
for(i = 0; i < 4; i++)
{
State[i][j] = AesSbox[State[i][j]];
//因为 16 * (State[i][j] >> 4) + State[i][j] & 0x0f = State[i][j]
}
}
}
2.4.3 行移位函数
/****行移位函数****/
// 行移位是一个简单的左循环移位操作。当密钥长度为128比特时，状态矩阵的第0行左移0字节，第1行左移1字节，第2行左移2字节，第3行左移3字节
void ShiftRows(void)
{
unsigned char temp[4 * 4];
int i, j;
for(j = 0; j < 4; j++)
{
for(i = 0; i < 4; i++)
{
temp[4 * i + j] = State[i][j];
}
}
for(i = 1; i < 4; i++)
{
for(j = 0; j < 4; j++)
{
if(i == 1)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 1) % 4]; //第一行左移1位
else if(i == 2)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 2) % 4]; //第二行左移2位
else if(i == 3)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 3) % 4]; //第三行左移3位
}
}
}
2.4.4 列混合变换函数
/****列混合变换函数*****/
// 列混合变换是通过矩阵相乘来实现的，经行移位后的状态矩阵与固定的矩阵相乘，得到混淆后的状态矩阵
void MixColumns(void)
{
unsigned char temp[4 * 4];
int i, j;
for(j = 0; j < 4; j++)
{
for(i = 0; i < 4; i++)
{
temp[4 * i + j] = State[i][j];
}
}
for(j = 0; j < 4; j++)
{
State[0][j] = (unsigned char) ((int)gfmultby02(temp[0 + j]) ^ (int)gfmultby03(temp[4 * 1 + j]) ^
(int)gfmultby01(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4 * 3 + j]) );
State[1][j] = (unsigned char) ((int)gfmultby01(temp[0 + j]) ^ (int)gfmultby02(temp[4 * 1 + j]) ^
(int)gfmultby03(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4 * 3 + j]) );
State[2][j] = (unsigned char) ((int)gfmultby01(temp[0 + j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4 * 1 + j]) ^
(int)gfmultby02(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby03(temp[4 * 3 + j]) );
State[3][j] = (unsigned char) ((int)gfmultby03(temp[0 + j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4 * 1 + j]) ^
(int)gfmultby01(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby02(temp[4 * 3 + j]) );
}
}
2.4.5 AES加密16字节数据函数
/**
*** Aes加密函数 encrypt
***
*** 128位的输入明文分组State[4][4]
***
*** S0 S4 S8 S12 （单位：字节）
*** S1 S5 S9 S13
*** S2 S6 S10 S14
*** S3 S7 S11 S15
***
**/
void Cipher(unsigned char* input, unsigned char* output)
{
int i;
int round ;
// State[4][4] = 128位的输入明文分组
memset(&State[0][0], 0, 16);
for(i = 0; i < 4 * Nb; i++) // 这里是先写列后写行的，即输入是一列一列的进来的
{
State[i % 4][i / 4] = input[i]; // 换成先写行后写列也是可以的，只要在输出时也是这样就可以了
}
// 循环前进行一次轮密钥加
AddRoundKey(0); // 轮密钥加
// 循环 第1轮 ~ 第9轮
for(round = 1; round <= (Nr - 1); round++)
{
SubBytes(); // 字节代换
ShiftRows(); // 行移位
MixColumns(); // 列混淆
AddRoundKey(round); // 轮密钥加
}
// 第10轮没有列混淆
SubBytes(); // 字节代换
ShiftRows(); // 行移位
AddRoundKey(Nr); // 轮密钥加
// 输出密文 16字节
for(i = 0; i < (4 * Nb); i++)
{
output[i] = State[i % 4][ i / 4];
}
}
2.4.6 AES加密不定长数据函数
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：OnAesEncrypt
//
// 函数描述：用AES加密算法加密数据
//
// 调用参数：InBuffer： 待加密明文，InLength：待加密明文的长度， OutBuffer：加密后的密文
//
// 返回数值：加密后的数据大小 ，错误返回值 0
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DWORD OnAesEncrypt(LPVOID InBuffer, DWORD InLength, LPVOID OutBuffer)
{
DWORD OutLength = 0;
long j;
long i;
UCHAR *lpCurInBuff = (UCHAR *)InBuffer; // 输入的明文
UCHAR *lpCurOutBuff = (UCHAR *)OutBuffer; // 输出的密文
long blocknum = InLength / 16;
long leftnum = InLength % 16;
UCHAR iv[20] = AESIV; // 获取初始 IV 向量
/******加密前面能被16字节整除的明文长度******/
for(i = 0; i < blocknum; i++)
{
for(j = 0; j < 16; j++ )
{
lpCurOutBuff[j] = (unsigned char)(lpCurInBuff[j] ^ iv[j]); // 将 明文 与 IV向量 进行异或
}
Cipher(lpCurOutBuff, lpCurOutBuff); // 对处理过的明文进行加密
memcpy(iv, lpCurOutBuff, 16); // 将上一段16字节明文加密后的密文作为下一次加密操作的IV向量
lpCurInBuff+=16;
lpCurOutBuff+=16;
OutLength+=16;
}
/*****填充明文扩展区，再进行加密操作******/
// 情况1：待加密明文长度不能被16整除的部分，以0补足16字节
if(leftnum)
{
UCHAR inbuff[16];
memset(inbuff, 0, 16); // WJ 填充模式：0
memcpy(inbuff, lpCurInBuff, leftnum);
for(j = 0; j < 16; j++ )
{
lpCurOutBuff[j] = (unsigned char)( inbuff[j] ^ iv[j] ); // 将 明文 与 IV向量 进行异或
}
Cipher(lpCurOutBuff, lpCurOutBuff); // Aes加密
lpCurOutBuff+=16;
OutLength+=16;
}
// 情况2：待加密明文长度能被16整除，直接新增16个字节，填充值为0
else
{
//新增16个字节，用以确定增加的字节数
UCHAR extrabuff[16];
memset(extrabuff, 0, 16); // WJ 填充模式：0 2022/5/18
for(j = 0; j < 16; j++ )
{
lpCurOutBuff[j] = (unsigned char)( extrabuff[j] ^ iv[j] ); // 将 明文 与 IV向量 进行异或
}
Cipher(lpCurOutBuff, lpCurOutBuff); // Aes加密
OutLength+=16;
}
return OutLength; // 输出加密后的密文长度
}
2.5 AES解密
2.5.1 轮密钥加函数
同 2.4.1 轮密钥加函数
2.5.2 逆行移位函数
/****逆行移位函数****/
// 逆行移位是一个简单的右循环移位操作。当密钥长度为128比特时，状态矩阵的第0行右移0字节，第1行右移1字节，第2行右移2字节，第3行右移3字节
void InvShiftRows(void)
{
unsigned char temp[4 * 4];
int i, j;
for(j = 0; j < 4; j++)
{
for(i = 0; i < 4; i++)
{
temp[4 * i + j] = State[i][j];
}
}
for(i = 1; i < 4; i++)
{
for(j = 0; j < 4; j++)
{
if(i == 1)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 3) % 4]; //第一行右移1位 j-1+4=j+3
else if(i == 2)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 2) % 4]; //第二行右移2位 j-2+4=j+2
else if(i == 3)State[i][j] = temp[4 * i + (j + 1) % 4]; //第三行右移3位 j-3+4=j+2
}
}
}
2.5.3 逆字节代换函数
/****逆字节代换函数****/
// 逆字节代换也就是查逆S盒来变换
void InvSubBytes(void)
{
int i, j;
for(j = 0; j < 4; j++)
{
for(i = 0; i < 4; i++)
{
State[i][j] = AesiSbox[State[i][j]];
//因为 16 * (State[i][j] >> 4) + State[i][j] & 0x0f = State[i][j]
}
}
}
2.5.4 逆列混合变换函数
/****逆列混合变换函数*****/
// 逆变换矩阵同正变换矩阵的乘积恰好为单位矩阵
void InvMixColumns(void)
{
unsigned char temp[4 * 4];
int i, j;
for(i = 0; i < 4; i++)
{
for(j = 0; j < 4; j++)
{
temp[4 * i + j] = State[i][j];
}
}
for (j = 0; j < 4; j++)
{
State[0][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby0e(temp[j]) ^ (int)gfmultby0b(temp[4 + j]) ^
(int)gfmultby0d(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby09(temp[4 * 3 + j]) );
State[1][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby09(temp[j]) ^ (int)gfmultby0e(temp[4 + j]) ^
(int)gfmultby0b(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby0d(temp[4 * 3 + j]) );
State[2][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby0d(temp[j]) ^ (int)gfmultby09(temp[4 + j]) ^
(int)gfmultby0e(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby0b(temp[4 * 3 + j]) );
State[3][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby0b(temp[j]) ^ (int)gfmultby0d(temp[4 + j]) ^
(int)gfmultby09(temp[4 * 2 + j]) ^ (int)gfmultby0e(temp[4 * 3 + j]) );
}
}
2.5.5 AES解密16字节数据函数
/**
*** Aes解密函数 decrypt
***
*** 128位的输入密文分组State[4][4]
***
*** S0 S4 S8 S12 （单位：字节）
*** S1 S5 S9 S13
*** S2 S6 S10 S14
*** S3 S7 S11 S15
***
**/
void InvCipher(unsigned char* input, unsigned char* output)
{
int round;
int i;
memset(&State[0][0], 0, 16);
// State[4][4] = 128位的输入密文分组
for(i = 0; i < (4 * Nb); i++)
{
State[i % 4][ i / 4] = input[i];
}
// 循环前进行一次轮密钥加
AddRoundKey(Nr); //轮密钥加
// 循环 第9轮 ~ 第1轮
for(round = Nr - 1; round >= 1; round--)
{
InvShiftRows(); // 逆行移位
InvSubBytes(); // 逆字节代换
AddRoundKey(round); // 轮密钥加
InvMixColumns(); // 逆列混合变换
}
// 第0轮没有逆列混淆
InvShiftRows(); // 逆行移位
InvSubBytes(); // 逆字节代换
AddRoundKey(0); // 轮密钥加
// 输出明文 16字节
for(i = 0; i < (4 * Nb); i++)
{
output[i] = State[i % 4][ i / 4];
}
}
2.5.6 AES解密不定长数据函数
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数名称：OnAesUncrypt
//
// 函数描述：用AES加密算法解密数据
//
// 调用参数：InBuffer： 待解密密文，InLength：待解密密文的长度， OutBuffer：解密后的明文
//
// 返回数值：解密后的数据大小 ，错误返回值 0
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DWORD OnAesUncrypt(LPVOID InBuffer, DWORD InLength, LPVOID OutBuffer)
{
DWORD OutLength = 0;
long blocknum = InLength / 16;
long leftnum = InLength % 16;
long j;
long i;
// unsigned char temp[16];
UCHAR iv[20] = AESIV; // 获取初始 IV 向量
UCHAR *lpCurInBuff = (UCHAR *)InBuffer;
UCHAR *lpCurOutBuff = (UCHAR *)OutBuffer;
// 密文长度必须为16的倍数，否则解密失败
if(leftnum)
{
return 0;
}
/******循环blocknum次，每次解密16字节长度的密文******/
for(i = 0; i < blocknum; i++)
{
InvCipher(lpCurInBuff, lpCurOutBuff); // Aes解密
for(j = 0; j < 16; j++ )
{
lpCurOutBuff[j] = (unsigned char)(lpCurOutBuff[j] ^ iv[j]); // 将 密文 与 IV向量 进行异或
}
memcpy(iv, lpCurInBuff, 16); // 将上一段16字节解密前的密文作为下一次解密操作的IV向量
lpCurInBuff+=16;
lpCurOutBuff+=16;
OutLength+=16;
}
return OutLength;
}
3、实例
3.1 AES.h
3.2 AES.c
3.3 main.c
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