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基于C语言的AES加密算法实现

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本文只说明AES算法的使用,不对其原理做过多的说明。想要了解其原理的读者,可自行在网上搜索。
1. AES简介高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法。对称加密算法,也就是加密和解密用相同的密钥。对称加密算法:
  • 加密和解密用到的密钥是相同的,这种加密方式加密速度非常快,适合经常发送数据的场合。缺点是密钥的传输比较麻烦。

非对称加密算法:
  • 加密和解密用的密钥是不同的,这种加密方式是用数学上的难解问题构造的,通常加密解密的速度比较慢,适合偶尔发送数据的场合。优点是密钥传输方便。常见的非对称加密算法为RSA、ECC和EIGamal。

AES加密算法的具体加密流程图:
明文P:
没有经过加密的原始数据。
密钥K:
用来加密原始数据的密码,在对称算法中,加密与解密过程所需要的密钥都是相同的。
该密钥不能直接进行传输,否则会造成密钥泄露;常规的做法是使用非对称算法对密钥进行加密之后再进行传输。
AES加密函数:
加密函数将传入的密钥K与明文P进行处理,之后生成一个被加密的信息密文C。
密文C:
经过密钥加密后的数据。
AES解密函数:解密函数将传入的密钥K与密文C进行处理,之后生成一个没有加密的明文P。


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沙发
麻花油条|  楼主 | 2023-10-11 14:25 | 只看该作者
2. AES加密算法C语言实现函数说明:
aes算法相关接口都在aes.h内,主要有以下几个接口:
uint8_t *aes_init(size_t key_size);
void aes_key_expansion(uint8_t *key, uint8_t *w);
void aes_inv_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);
void aes_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);
  • aes_init()函数

作用:初始化aes变量,创建扩展密钥所需要的内存
key_size:扩展密钥所需内存大小
  • aes_key_expansion()


作用:创建扩展密钥
key:扩展密钥
w:扩展密钥内存首地址
  • aes_inv_cipher()


作用:数据解密
in:输入加密的信息
out:输出解密后的信息
w:扩展密钥内存首地址
  • aes_cipher()


作用:数据加密
in:输入未加密的信息
out:输出加密后的信息
w:扩展密钥内存首地址
示例:int main() {
    uint8_t i = 0;
    /* 256 bit key */
    uint8_t key[] = {
        0x00, 0x01, 0x02, 0x03,
        0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
        0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b,
        0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f,
        0x10, 0x11, 0x12, 0x13,
        0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
        0x18, 0x19, 0x1a, 0x1b,
        0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f};
    uint8_t in[] = {
        0x00, 0x11, 0x22, 0x33,
        0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
        0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb,
        0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff};
    uint8_t out[16];
    uint8_t *w = NULL;

    w = aes_init(sizeof(key));
    aes_key_expansion(key, w);
    printf("Plaintext message:\n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("\n");
    aes_cipher(in, out, w);
    printf("Ciphered message:\n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", out[4*i+0], out[4*i+1], out[4*i+2], out[4*i+3]);
    }
    printf("\n");
    aes_inv_cipher(out, in, w);
    printf("Original message (after inv cipher):\n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("\n");
    free(w);
    return 0;
}


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AdaMaYun| | 2023-10-28 20:48 | 只看该作者
楼主这个都是标准的算法语句结构吧

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tpgf| | 2023-11-3 15:17 | 只看该作者
大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。

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5
gwsan| | 2023-11-3 15:54 | 只看该作者
AES加密有很多轮的重复和变换

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6
tfqi| | 2023-11-3 19:12 | 只看该作者
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

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7
zljiu| | 2023-11-3 19:44 | 只看该作者
AES加密数据块分组长度必须为128比特,密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个

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8
aoyi| | 2023-11-3 20:02 | 只看该作者
AES的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥的长度最少支持为128、192、256,分组长度128位,算法应易于各种硬件和软件实现

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9
nawu| | 2023-11-3 20:33 | 只看该作者
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作

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