AES加密算法实验报告Word文件下载.docx
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实验环境
PC机，Windows7操作系统，VisualC++6.0
实验内容（算法、程序、步骤和方法）
一、简介
美国国家标准技术研究所在2001年发布了高级加密标准（AES）。
AES是一个对称加密算法，旨在取代DES成为广泛使用的标准。
AES中的所有运算都是在8为的字节上运行的。
特别饿，加减乘除算术都是在有限域GF（28）上运行的。
二、程序特点
本次试验中要求对图片进行加密与解密，并将加密结果以图片格式进行保存。
因此为了实现对图片的调度及保存，使用头文件atlimage.h进行对图片的操作，实现对图片的像素读取，图片的保存。
在程序运行读取需要加密的图片时，需要进行图片的选取，本次实验中使用在弹窗中选取文件的方式，使用头文件commdlg.h来实现在文件夹中选择需要的文件的选取。
三、加密算法流程
AES加密算法流程如下
字节代替：
用一个S盒完成分组的字节到字节的代替；
行移位：
进行一次行上的置换；
列混合：
利用有限域GF（28）上的运算特性的一个代替；
轮密钥加：
当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或。
四、代码实现
cryptograph.h
#include<
string>
iostream>
classplaintext
{
public:
plaintext（）;
staticvoidcreateplaintext（unsignedchara[]）;
staticvoidSubBytes（unsignedcharp[16]）;
staticvoidinSubBytes（unsignedcharp[16]）;
staticvoidShiftRows（unsignedchare[]）;
staticvoidinShiftRows（unsignedchare[]）;
staticvoidMatrixToByte（unsignedchare[]）;
staticvoidinMatrixToByte（unsignedchare[]）;
staticunsignedcharFFmul（unsignedchara,unsignedcharb）;
staticvoidKeyAdding（unsignedcharstate[16],unsignedchark[][4]）;
staticvoidKeyExpansion（unsignedchar*key,unsignedcharw[][4][4]）;
~plaintext（）;
private:
};
cryptograph.cpp
#include"
cryptography.h"
usingnamespacestd;
staticunsignedcharsBox[]={};
/定义加密S盒/
unsignedcharinsBox[256]={};
//定义解密S盒
plaintext:
:
plaintext（）
}
voidplaintext:
createplaintext（unsignedchara[]）//创建明文
inti=0;
unsignedintp[16];
for（intj=0;
j<
200;
j++）
{
if（a[j]==0）
{
break;
}
}
for（;
i<
16;
i++）
p[i]=a[i];
a[i]=a[i+16];
SubBytes（unsignedcharp[16]）//字节变换函数
unsignedcharb[16];
for（inti=0;
b[i]=sBox[（int）p[i]];
inSubBytes（unsignedcharp[16]）//逆字节变换函数
b[i]=insBox[（int）p[i]];
ShiftRows（unsignedchare[]）//行移位变换函数
unsignedchart[4];
for（inti=1;
4;
for（intx=0;
x<
x++）
t[x]=e[x+i*4];
for（inty=0;
y<
y++）
e[（y+4-i）%4+i*4]=t[y];
inShiftRows（unsignedchare[]）//逆行移位变换函数
e[（y+i）%4+i*4]=t[y];
MatrixToByte（unsignedchare[]）//列混合变换函数
intr,c;
for（c=0;
c<
4;
c++）
for（r=0;
r<
r++）
t[r]=e[r*4+c];
e[r*4+c]=FFmul（0x02,t[r]）
^FFmul（0x03,t[（r+1）%4]）
^FFmul（0x01,t[（r+2）%4]）
^FFmul（0x01,t[（r+3）%4]）;
inMatrixToByte（unsignedchare[]）//逆列混合变换函数
e[r*4+c]=FFmul（0x0e,t[r]）
^FFmul（0x0b,t[（r+1）%4]）
^FFmul（0x0d,t[（r+2）%4]）
^FFmul（0x09,t[（r+3）%4]）;
unsignedcharplaintext:
FFmul（unsignedchara,unsignedcharb）
unsignedcharbw[4];
unsignedcharres=0;
inti;
bw[0]=b;
for（i=1;
bw[i]=bw[i-1]<
<
1;
if（bw[i-1]&
0x80）
bw[i]^=0x1b;
for（i=0;
if（（a>
>
i）&
0x01）
res^=bw[i];
returnres;
KeyAdding（unsignedcharstate[16],unsignedchark[][4]）//轮密钥加
state[r+c*4]^=k[r][c];
KeyExpansion（unsignedchar*key,unsignedcharw[][4][4]）//密钥扩展
inti,j,r,c;
unsignedcharrc[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x1b,0x36};
for（r=0;
for（c=0;
w[0][r][c]=key[r+c*4];
i<
=10;
for（j=0;
unsignedchart[4];
for（r=0;
{
t[r]=j?
w[i][r][j-1]:
w[i-1][r][3];
}
if（j==0）
unsignedchartemp=t[0];
for（r=0;
3;
{
t[r]=sBox[t[（r+1）%4]];
}
t[3]=sBox[temp];
t[0]^=rc[i-1];
w[i][r][j]=w[i-1][r][j]^t[r];
~plaintext（）
main.cpp
#include<
atlimage.h>
commdlg.h>
//使用文件选取功能
unsignedcharw[11][4][4]={0};
intlen=0;
//图片每行需要加密的长度
voidCipher（）;
//加密图片
voidinCipher（）;
//解密图片
voidCipher（unsignedchara[]）
（len/16）;
for（intj=0;
b[j]=a[j+i*
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