AES算法实现:列混合与逆列混合操作

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"AES算法是密码学中广泛使用的对称加密算法,全称为Advanced Encryption Standard。这个算法基于块加密,每个块包含128位(16字节)的数据。在AES中,列混合(MixColumn)和逆列混合(InvMixColumn)是两个关键的步骤,用于增强加密的混淆性,确保数据的安全性。 列混合是AES加密过程中的一个非线性变换,作用于128位数据块的每一列。在这个过程中,列中的每个字节都通过一个特定的线性变换进行处理,这个变换涉及到二进制的加法、乘法以及XOR操作。在提供的代码中,`mixcolum`函数实现了这一过程。函数接收一个16字节的输入数组,并将其转换为输出数组。其中,`xtime`函数实现了二进制乘以2的运算,这是列混合中需要用到的关键操作。 逆列混合则是解密过程中对应列混合的逆操作,用于将密文还原为原始明文。`imixcolum`函数实现了这个逆变换,它同样涉及到一系列的加法、乘法和XOR操作,确保在加密和解密过程中可以正确地进行数据的恢复。在给出的代码中,`u[4][4]`矩阵存储了逆列混合所需的系数。 程序示例使用了学生的学号作为明文,通过在学号后面添加6个零来达到16个字符的长度,这符合AES的128位块大小。然后,通过调用`mixcolum`函数加密,`imixcolum`函数解密,最终恢复出原始明文。这个例子展示了AES算法的实际应用和工作流程。 在VC++6.0集成环境中编译和运行这个程序,可以直观地看到明文和经过列混合、逆列混合后的结果。这种实践方式有助于理解和验证AES算法的正确性,同时也能加深对列混合和逆列混合操作的理解。" 这段摘要详细介绍了AES算法的核心概念,包括列混合和逆列混合,以及这两个过程在加密和解密中的作用。此外,还提供了代码示例,展示如何在C语言环境下实现这些操作,并用于实际的加密和解密过程。