C语言实现AES加密详解及关键函数解读

本文档详细介绍了使用C语言实现Advanced Encryption Standard (AES)加密算法的过程。AES是一种广泛应用于信息安全领域的对称加密算法，它在密码学中具有高度的安全性和性能。文档提供了关键部分的源代码，包括头文件的引用，如stdio.h、time.h等，这些头文件包含了标准库函数，用于输入输出、时间处理以及内存管理。 首先，定义了两个结构体：`state`和`text`，分别表示AES加密中的状态（即密钥扩展后的矩阵）和明文或密文数组。`SIZE17`和`M4`表示矩阵的大小，`N17`代表16字节（128位）的块大小。`BitRandNum`函数可能是一个随机数生成器，用于AES的某些操作。 接着，关键函数依次涵盖了AES加密的主要步骤： 1. `stateInitState`函数初始化状态，可能是对输入的明文进行预处理。 2. `stateAddRoundKey`函数用于添加轮密钥，这是AES加密的核心，每一轮加密都会用到不同的密钥加法。 3. `stateSubBytes`执行字节替换（SubBytes），将矩阵中的每个字节与S盒（S-Box）中的值替换，S-Box是一张预定义的非线性映射表。 4. `stateShiftRows`函数执行行移位，改变矩阵中行的顺序，增加混淆度。 5. `stateMixColumn`函数执行列混合（MixColumns），通过特定的线性变换来混淆矩阵的列。 6. `textAESCTR`函数可能是使用Counter模式（CTR）执行AES加密，这是一种常见的块加密模式，适用于流式数据加密。 `KeyExpansion`函数负责密钥扩展，根据初始的128位主密钥生成多个轮密钥，以支持多轮加密。 文档还提供了一个名为`SBoxReplace`的函数，用于替换字节，这应该与`stateSubBytes`中的S-Box操作有关。 此外，还有`LeftMove`函数，可能是处理字节的左移操作，这对于AES算法中的某些操作是必要的。最后，`statePrintSTATE`函数可能是用于打印或检查状态矩阵，便于调试。 整个过程严格按照AES加密算法的规范进行，每一部分都有详细的注释，使得学习者能够理解并复现AES的加密过程。对于那些需要C语言实现AES加密，并希望深入了解AES算法工作原理的开发者来说，这是一个很好的学习资源。