AES加密算法源代码.docx
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AES加密算法源代码
//AES.h
#definedecryptTRUE
#defineencryptFALSE
#defineTYPEBOOL
typedefstruct_AES{
intNb;
intNr;
intNk;
unsignedlong*Word;
unsignedlong*State;
}AES;
/*
加密数据，这个函数和下面的InvCipher用于演示用的，只作了一次加密或解密。
要进行大数据量加解密只需对这两个函数稍作修改就可以了。
byte*input明文
byte*inSize明文长
byte*out密文存放的地方
byte*key密钥key
byte*keySize密钥长
*/
voidCipher（
unsignedchar*input,
intinSize,
unsignedchar*out,
unsignedchar*key,
intkeySize）;
/*
解密数据
byte*input密文
int*inSize密文长
byte*out明文存放的地方
byte*key密钥key
int*keySize密钥长
*/
voidInvCipher（
unsignedchar*input,
intinSize,
unsignedchar*out,
unsignedchar*key,
intkeySize）;
/*
生成加密用的参数AES结构
intinSize块大小
byte*密钥
int密钥长
unsignedlong属性（标实类型）
返回AES结构指针
*/
AES*InitAES（AES*aes,
intinSize,
unsignedchar*key,
intkeySize,TYPEtype）;
/*
生成加密用的参数AES结构
intinSize块大小
byte*密钥
int密钥长
返回AES结构指针
*/
AES*InitAES（
intinSize,
unsignedchar*key,
intkeySize,BOOL）;
/*
加密时进行Nr轮运算
AES*aes运行时参数
*/
voidCipherLoop（
AES*aes）;
/*
解密时进行Nr轮逆运算
AES*aes运行时参数
*/
voidInvCipherLoop（
AES*aes）;
/*
释放AES结构和State和密钥库word
*/
voidfreeAES（
AES*aes）;
//AES.cpp
#include"stdafx.h"
#include
#include
#include"AES.h"
unsignedchar*SubWord（unsignedchar*word）;
unsignedlong*keyExpansion（unsignedchar*key,intNk,intNr,int）;
/*
加密数据
byte*input明文
byte*inSize明文长
byte*out密文存放的地方
byte*key密钥key
byte*keySize密钥长
*/
voidCipher（unsignedchar*input,intinSize,unsignedchar*out,unsignedchar*key,intkeySize）
{
AESaes;
InitAES（&aes,inSize,key,keySize,encrypt）;
//while（...）{
memcpy（aes.State,input,inSize）;
CipherLoop（&aes）;
memcpy（out,aes.State,inSize）;
//}
}
/*
解密数据
byte*input密文
int*inSize密文长
byte*out明文存放的地方
byte*key密钥key
int*keySize密钥长
*/
voidInvCipher（unsignedchar*input,intinSize,unsignedchar*out,unsignedchar*key,intkeySize）
{
AESaes;
InitAES（&aes,inSize,key,keySize,decrypt）;
memcpy（aes.State,input,inSize）;
InvCipherLoop（&aes）;
memcpy（aes.State,out,inSize）;
}
/*
生成加密用的参数AES结构
intinSize块大小
byte*密钥
int密钥长
返回AES结构指针
*/
AES*InitAES（AES*aes,intinSize,unsignedchar*key,intkeySize,TYPEtype）
{
intNb=inSize>>2,
Nk=keySize>>2,
Nr=NbNk:
Nb+6;
aes->Nb=Nb;
aes->Nk=Nk;
aes->Nr=Nr;
aes->Word=keyExpansion（key,Nb,Nr,Nk）;
aes->State=newunsignedlong[Nb+3];
if（type）
aes->State+=3;
returnaes;
}
/*
生成加密用的参数AES结构
intinSize块大小
byte*密钥
int密钥长
返回AES结构指针
*/
AES*InitAES（intinSize,unsignedchar*key,intkeySize,unsignedlongtype）
{
returnInitAES（newAES（）,inSize,key,keySize,type）;
}
/*
*/
voidCipherLoop（AES*aes）
{
unsignedchartemp[4];
unsignedlong*word8=aes->Word,
*State=aes->State;
intNb=aes->Nb,
Nr=aes->Nr;
intr;
for（r=0;r{
State[r]^=word8[r];
}
for（intround=1;round{
word8+=Nb;
/*
假设Nb=4;
---------------------
|s0|s1|s2|s3|
---------------------
|s4|s5|s6|s7|
---------------------
|s8|s9|sa|sb|
---------------------
|sc|sd|se|sf|
---------------------
|||||
---------------------
|||||
---------------------
|||||
---------------------
*/
memcpy（State+Nb,State,12）;
/*
Nb=4;
---------------------
|s0||||
---------------------
|s4|s5|||
---------------------
|s8|s9|sa||
---------------------
|sc|sd|se|sf|
---------------------
||s1|s2|s3|
---------------------
|||s6|s7|
---------------------
||||sb|
---------------------
*/
for（r=0;r{
/*
temp={Sbox[s0],Sbox[s5],Sbox[sa],Sbox[sf]};
*/
temp[0]=Sbox[*（（unsignedchar*）State）];
temp[1]=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+1）+1）];
temp[2]=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+2）+2）];
temp[3]=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+3）+3）];
*（（unsignedchar*）State）=Log_02[temp[0]]^Log_03[temp[1]]^temp[2]^temp[3];
*（（unsignedchar*）State+1）=Log_02[temp[1]]^Log_03[temp[2]]^temp[3]^temp[0];
*（（unsignedchar*）State+2）=Log_02[temp[2]]^Log_03[temp[3]]^temp[0]^temp[1];
*（（unsignedchar*）State+3）=Log_02[temp[3]]^Log_03[temp[0]]^temp[1]^temp[2];
*State^=word8[r];
State++;
}
State-=Nb;
}
memcpy（State+Nb,State,12）;
word8+=Nb;
for（r=0;r{
*（（unsignedchar*）State）=Sbox[*（unsignedchar*）State];
*（（unsignedchar*）State+1）=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+1）+1）];
*（（unsignedchar*）State+2）=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+2）+2）];
*（（unsignedchar*）State+3）=Sbox[*（（unsignedchar*）（State+3）+3）];
*State^=word8[r];
State++;
}
}
/*
解密时进行Nr轮逆运算
AES*aes运行时参数
*/
voidInvCipherLoop（AES*aes）
{
unsignedlong*Word=aes->Word,
*State=aes->State;
intNb=aes->Nb,
Nr=aes->Nr;
unsignedchartemp[4];
intr=0;
Word+=Nb*Nr;
for（r=0;r{
State[r]^=Word[r];
}
State-=3;
for（intround=Nr-1;round>0;--round）
{
/*
假设Nb=4;
---------------------
|||||
---------------------
|||||
---------------------
|||||
---------------------
|s0|s1|s2|s3|
---------------------
|s4|s5|s6|s7|
---------------------
|s8|s9|sa|sb|
---------------------
|sc|sd|se|sf|
---------------------
*/
memcpy（State,State+Nb,12）;
/*
Nb=4;
---------------------
||||s7|
---------------------
|||sa|sb|
---------------------
||sd|se|sf|
---------------------
|s0|s1|s2|s3|
---------------------
|s4|s5|s6||
---------------------
|s8|s9|||
---------------------
|sc||||
---------------------
*/
Word-=Nb;
State+=Nb+2;
for（r=Nb-1;r>=0;r--）
{
/*
temp={iSbox[s0],iSbox[sd],iSbox[sa],iSbox[s7]};
*/
temp[0]=iSbox[*（byte*）State];
temp[1]=iSbox[*（（byte*）（State-1）+1）];
temp[2]=iSbox[*（（byte*）（State-2）+2）];
temp[3]=iSbox[*（（byte*）（State-3）+3）];
*（unsignedlong*）temp^=Word[r];
*（unsignedchar*）State=Log_0e[temp[0]]^Log_0b[temp[1]]^Log_0d[temp[2]]^Log_09[temp[3]];
*（（unsignedchar*）State+1）=Log_0e[temp[1]]^Log_0b[temp[2]]^Log_0d[temp[3]]^Log_09[temp[0]];
*（（unsignedchar*）State+2）=Log_0e[temp[2]]^Log_0b[temp[3]]^Log_0d[temp[0]]^Log_09[temp[1]];
*（（unsignedchar*）State+3）=Log_0e[temp[3]]^Log_0b[temp[0]]^Log_0d[temp[1]]^Log_09[temp[2]];
State--;
}
State-=2;
}
Word-=Nb;
memcpy（State,State+Nb,12）;
State+=Nb+2;
for（r=Nb-1;r>=0;r--）
{
*（unsignedchar*）State=iSbox[*（unsignedchar*）State];
*（（unsignedchar*）State+1）=iSbox[*（（unsignedchar*）（State-1）+1）];
*（（unsignedchar*）State+2）=iSbox[*（（unsignedchar*）（State-2）+2）];
*（（unsignedchar*）State+3）=iSbox[*（（unsignedchar*）（State-3）+3）];
*State^=Word[r];
State--;
}
}
/*
*--------------------------------------------
*|k0|k1|k2|k3|k4|k5|k6|k7|k8|k9|.......|Nk*4|
*--------------------------------------------
*Nr轮密钥库
*每个密钥列长度为Nb
*---------------------
*|k0|k1|k2|k3|
*---------------------
*|k4|k5|k6|k7|
*---------------------
*|k8|k9|ka|kb|
*---------------------
*|kc|kd|ke|kf|
*---------------------
*/
unsignedlong*keyExpansion（byte*key,intNb,intNr,intNk）
{
unsignedlong*w=newunsignedlong[Nb*（Nr+1）];//4columnsofbytescorrespondstoaword
memcpy（w,key,Nk<<2）;
unsignedlongtemp;
for（intc=Nk;c{
//把上一轮的最后一行放入temp
temp=w[c-1];
//判断是不是每一轮密钥的第一行
if（c%Nk==0）
{
//左旋8位
temp=（temp<<8）|（temp>>24）;
//查Sbox表
SubWord（（byte*）&temp）;
temp^=Rcon[c/Nk];
}
elseif（Nk>6&&（c%Nk==4））
{
SubWord（（byte*）&temp）;
}
//w[c-Nk]为上一轮密钥的第一行
w[c]=w[c-Nk]^temp;
}
returnw;
}
unsignedchar*SubWord（unsignedchar*word）
{
word[0]=Sbox[word[0]];
word[1]=Sbox[word[1]];
word[2]=Sbox[word[2]];
word[3]=Sbox[word[3]];
returnword;
}
/*
释放AES结构和State和密钥库word
*/
voidfreeAES（AES*aes）
{
//for（inti=0;iNb;i++）
//{
//printf（"%d/n",i）;
//free（aes->State[i]）;
//free（aes->Word[i]）;
//}
//printf（"sdffd"）;
}
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