AES的C++实现(128位密钥).doc

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.05M 资料格式：doc 举报版权申诉

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AES的C++实现(128位密钥)

AES 的 C++实现(128 位密钥) // 写了一个 AES 的 C++实现，仅支持 128 位密钥，写得匆忙，不够规范，仅供参考。 // AES.h #ifndef AES_H_ #define AES_H_ #include #include using namespace std; class AES { public: typedef unsigned char byte; static const int KEY_SIZE = 16; // 密钥长度为 128 位 static const int N_ROUND = 11; byte plainText[16]; // 明文 byte state[16]; // 当前分组。 byte cipherKey[16]; // 密钥 byte roundKey[N_ROUND][16]; //轮密钥 byte cipherText[16]; //密文 byte SBox[16][16]; // S 盒

byte InvSBox[16][16]; // 逆 S 盒 void EncryptionProcess(); void DecryptionProcess(); void Round(const int& round); void InvRound(const int& round); void FinalRound(); void InvFinalRound(); void KeyExpansion(); void AddRoundKey(const int& round); void SubBytes(); void InvSubBytes(); void ShiftRows(); void InvShiftRows(); void MixColumns(); void InvMixColumns(); void BuildSBox(); void BuildInvSBox(); void InitialState(const byte* text); void InitialCipherText(); void InitialplainText(); byte GFMultplyByte(const byte& left, const byte& right); const byte* GFMultplyBytesMatrix(const byte* left, const byte* right); public: AES(); const byte* Cipher(const byte* text, const byte* key, const int& keySiz

const byte* InvCipher(const byte* text, const byte* key, const int& keySiz e); e); }; void AES::EncryptionProcess() { // 加密过程 InitialState(plainText); KeyExpansion(); AddRoundKey(0); // // 密钥扩展轮密钥加 for(int i = 1; i < N_ROUND-1; ++i) { } Round(i); FinalRound(); InitialCipherText(); } void AES::DecryptionProcess() { // 解密过程 InitialState(cipherText); KeyExpansion(); InvFinalRound(); for(int i = N_ROUND-2; i > 0 ; --i)

{ } InvRound(i); AddRoundKey(0); InitialplainText(); } void AES::Round(const int& round) { // 正常轮 SubBytes(); ShiftRows(); MixColumns(); AddRoundKey(round); } void AES::InvRound(const int& round) { // 正常轮的逆 AddRoundKey(round); InvMixColumns(); InvShiftRows(); InvSubBytes(); } void AES::FinalRound() { // 最后轮

SubBytes(); ShiftRows(); AddRoundKey(N_ROUND - 1); } void AES::InvFinalRound() { // 最后轮的逆 AddRoundKey(N_ROUND - 1); InvShiftRows(); InvSubBytes(); } void AES::KeyExpansion() { // 密钥扩展 const byte rcon[N_ROUND][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} }; for(int i = 0; i < 16; ++i) { } roundKey[0][i] = cipherKey[i]; for(int i = 0; i < 4; ++i) { // roundKey[0][16]为 cipherKey 的转置矩阵 for(int j = 0; j < 4; ++j) roundKey[0][4*i + j] = cipherKey[4*j + i]; { } } for(int roundIndex = 1; roundIndex < N_ROUND; ++roundIndex) { byte rotWord[4] = {0x00}; rotWord[0] = roundKey[roundIndex - 1][3]; rotWord[1] = roundKey[roundIndex - 1][7]; rotWord[2] = roundKey[roundIndex - 1][11]; rotWord[3] = roundKey[roundIndex - 1][15]; std::swap(rotWord[0], rotWord[1]); std::swap(rotWord[1], rotWord[2]); std::swap(rotWord[2], rotWord[3]); for(int i = 0; i < 4; ++i) { rotWord[i] = SBox[ rotWord[i] >> 4][ rotWord[i] & 0x0f ];

roundKey[roundIndex][4*i] = roundKey[roundIndex - 1][4*i] ^ ro tWord[i] ^ rcon[roundIndex][i]; } for(int j = 1; j < 4; ++j) { for(int i = 0; i < 4; ++i) { roundKey[roundIndex][4*i + j] = roundKey[roundIndex - 1][4 *i + j] ^ roundKey[roundIndex][4*i + j - 1]; } } } } void AES::AddRoundKey(const int& round) { // 轮密钥加 for(int i = 0; i < 16; ++i) // 利用当前分组 state 和第 round 组扩展密钥进行按位异或 state[i] ^= roundKey[round][i]; { } } void AES::SubBytes() { // 字节代换 for(int i = 0; i < 16; ++i)

state[i] = SBox[ state[i] >> 4][ state[i] & 0x0f ]; { } } void AES::InvSubBytes() { // 逆字节代换 for(int i = 0; i < 16; ++i) state[i] = InvSBox[ state[i] >> 4][ state[i] & 0x0f ]; { } } void AES::ShiftRows() { // 行变换 //state 第一行保持不变 // Do nothing. //state 第二行循环左移一个字节 std::swap(state[4], state[5]); std::swap(state[5], state[6]); std::swap(state[6], state[7]); //state 第三行循环左移两个字节 std::swap(state[8], state[10]); std::swap(state[9], state[11]); //state 第三行循环左移三个字节

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