AES-CMAC的原理是什么

AES-CMAC是一种基于AES算法的消息认证码（MAC），用于保证数据的完整性和真实性。它的原理可以简单概括为以下几个步骤：

1. 选择一个适当的密钥，并使用该密钥对消息进行加密，得到一个密文。

2. 对密文进行AES-CBC加密，并取最后一个加密块作为“链值”（也称为“K1”）。

3. 对K1进行一次AES加密，并将结果分成两个16字节的数值L和R。

4. 如果L的最高位为0，则将其左移一位；否则，将其左移一位并与0x87异或。

5. 如果L左移后的结果的最高位为0，则将其左移一位，并用0填充最低位；否则，将其左移一位并与0x1B异或，并用0填充最低位。

6. 如果L的最高位为0，则将其左移一位；否则，将其左移一位并与0x87异或。

7. 对L和R进行异或，得到一个128位的数值M。

8. 对M进行AES加密，并取结果的最后一个加密块作为MAC。

9. 如果MAC的长度不足16字节，则在其末尾补0。

10. 将MAC作为消息的签名，同时将原始消息和MAC一起发送给接收方。

11. 接收方使用相同的密钥和算法对接收到的消息进行解密，并重新计算MAC。

12. 如果重新计算得到的MAC与接收到的MAC相同，则说明消息是合法的；否则，说明消息可能被篡改或伪造。

总结来说，AES-CMAC的原理是使用AES算法对消息进行加密和认证，并通过链式加密和异或操作来生成一个安全的MAC值，用于保证数据的完整性和真实性。

相关问题

如何在C/C++中实现AES-128加密并利用CMAC进行消息完整性校验？请提供完整的代码示例。

在信息安全领域，掌握AES-128加密算法和CMAC的消息完整性校验是至关重要的。为了解决如何在C/C++中实现这些功能的问题，建议参考《AES-128与CMAC实现及实验报告》这份资源。该报告详细介绍了AES加密和CMAC算法的实现细节，有助于你理解并应用这些加密技术。

参考资源链接：[AES-128与CMAC实现及实验报告](https://wenku.csdn.net/doc/6biuq13qtg?spm=1055.2569.3001.10343)

首先，AES-128加密算法的核心是使用128位的密钥进行数据块的加密，这个过程涉及多个轮次的字节替换、行移位、列混淆和轮密钥加操作。在C/C++中，你可以利用现有的加密库如OpenSSL来简化实现。下面是一个简化的代码示例，展示如何使用OpenSSL库中的AES功能（代码示例、实现细节，此处略）。
接下来，CMAC的实现基于AES算法。在C/C++中，你可以使用OpenSSL库中的CMAC API来生成CMAC值。下面是一个代码示例，展示如何生成和验证CMAC值（代码示例、实现细节，此处略）。
通过上述步骤，你不仅能够实现AES-128加密，还能完成CMAC消息完整性校验。为了进一步深化你的理解并掌握更多相关知识，可以参阅《AES-128与CMAC实现及实验报告》中的实验报告部分。这份资料将为你提供完整的实验过程和分析，帮助你在实践中更深入地理解AES和CMAC的原理及其实现。

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如何使用C/C++实现AES-128加密算法，并结合CMAC进行消息完整性校验？

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实现AES-128算法，首先需要对输入数据进行分组，每个组为128位，然后通过密钥扩展生成多个轮密钥。加密过程包括10轮迭代，每轮迭代包含SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey四个步骤，最后轮省略MixColumns步骤。在C/C++中，可以通过位操作和查找表来完成这些步骤。
对于CMAC的实现，其基本过程是在AES加密基础上，使用密钥扩展生成的轮密钥对输入的消息块进行加密，然后利用得到的密文块进行一系列的迭代操作，最终生成128位的MAC值。在C/C++中，可以使用现成的AES加密库来简化开发过程。
结合AES-128加密和CMAC消息完整性校验的具体实现，可以通过以下步骤完成：
（1）初始化AES-128算法，设置密钥和初始向量。
（2）对数据进行AES-128加密，并处理加密后的数据以获得MAC值。
（3）将MAC值附加到加密数据后面，发送给接收方。
（4）接收方在收到数据后，使用相同的密钥对数据进行解密，并重新计算MAC值。
（5）对比接收到的MAC值与重新计算的MAC值是否一致，以验证数据的完整性和来源的真实性。
完成这个过程后，你不仅能够理解AES和CMAC的实现，还将掌握如何将它们结合起来用于安全通信。为了更深入的学习和实践，你可以参考《AES-128与CMAC实现及实验报告》，其中包含了详细的算法步骤、编程实例和实验报告，帮助你在信息安全领域迈出坚实的步伐。

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