C语言实现的AES加密算法源码解析

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"AES源代码(完全用C语言实现)" AES(Advanced Encryption Standard),即高级加密标准,是一种广泛使用的块密码,用于保护敏感数据。它基于Rijndael密码算法,由比利时密码学家Vincent Rijmen和Joan Daemen设计,并在2001年被美国国家标准与技术研究所(NIST)选为新的联邦信息处理标准(FIPS 197)。AES的加密过程包括多个步骤,如字节替换(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)以及轮密钥加(AddRoundKey),其中轮数通常为10轮。 这段C语言实现的AES加密算法是一个简化的版本,可能不包含所有AES的标准特性,例如支持不同大小的密钥(128、192、256位)。但可以看出,它至少包含了字节替换操作,这是AES中非线性变换的关键部分。S盒(SubBytes)是一个8x8的查找表,将输入的8位字节转换为另一个8位字节,以增加加密的复杂性和安全性。S盒中的值是预先定义好的,如提供的代码所示。 在给出的代码片段中,可以看到`s_box`数组定义了S盒的值。这个S盒在AES的SubBytes步骤中使用,每个字节都会通过查表转换为不同的值。然而,完整的AES实现还包括其他步骤,如行移位、列混淆和轮密钥加,这些都是在对128位的数据块进行多次迭代的过程中执行的。行移位是按行移动数据,列混淆则通过矩阵运算来混合各列的值,而轮密钥加是将密钥与加密后的数据进行异或,以增加加密的强度。 虽然这个简单的实现可能适用于教学或理解AES的基本工作原理,但在实际应用中,为了安全性和效率,通常会使用优化过的库或硬件加速器来执行AES加密。在实际项目中,开发者可能会选择如OpenSSL、Crypto++等成熟库,它们提供了全面的加密功能和更好的性能。此外,这些库通常已经过广泛的测试和审查,能更好地抵抗各种攻击。 由于这段代码没有提供完整的AES实现,包括行移位、列混淆和轮密钥加等关键步骤,因此不能直接用于生产环境的加密需求。然而,对于学习AES的工作原理,这段代码是一个很好的起点,可以帮助理解AES的字节替换过程。
2020-11-26 上传
用C语言实现的128位AES加密算法,可以运行在JAVA的JNI 中AIS加密算法c语言实现代码 nt cnt for(ent =0: cnt< 8: cnt++) BvtcToBit(*(ch+cnt), bit+(ent<<3)) return /将二进制位串转为长度为8的字符串水 int Bit64ToChar8 (ElemType bitL64, ElemType ch18) int cnt memset(ch, 0, 8) for(ent-0: cnt<8: cnt++i BitToByte(bit+(cnt<<3), ch+cnt) return 0 /*生成子密钥 int DES Make Subkeys(ElemType key _64, ElemType subkeys [16][48]) ElemType temp 56 int cnt DES PCI Transform(key,temp):/*PCI置换* for(cnt=0;cnt<16;cnt+-){*16轮跌代,产生16个子密钥米 DES ROL(tenp, MOVE TIMES[cnt]);循坏左移* DES PC2 Transform(temp, subkeys cnt]);/PC2置换,产生子密钥体 return o /*密钥置換1*/ int DES PCI Transform(ElemType key [64, ElemType tempts[56])t int cnt for(cnt=0: cnt( 56 cnt++) )empts[cnt]= key[ Ilant] r巳turn /*密钥置換2* int DES PC2 Transform(Elem Type key [56], ElemType tempts[48])i t cnt for(ent =0: cnt< 48: cnt+)I )pbts [cnt]= key [PC 2[cnt]] return /*循环左移*/ int DES ROL (Elem Type data[56], int time)t Elem l'ype temp _56 /*保存将要循环栘动到右边的位* memcpy(temp, data, time) memcpy(temg-time, data+28, time) /*前28位移动 (data-28-time, temp, time) /*后28位移动* memcpy(data 28, data+28+time, 28-time memcpy (data-56-time, temp+time, time) return o /*P置换*/ int DES IP) Iransform(Elemlype data[64)[ ElemType temp _64]: for(cnt templet- datalIP Tablelcnt」」 memcpy(data, temp, 64) return o 第3页 AIS加密算法c语言实现代码 /*IP逆置換* int DES IP 1 Transform(ElemType data[64)( int cnt ElemType temp _64 for(cnt =0: cnt 64: cnt+-)i templet」- dataLIP1 Tablelcrt]」 memcpy(data, temp, 64) return o /*扩展置换*/ int DES E Transform(ElemType data[48])( Int cn ElemType temp48」 for(ent-0: cnt 48: cnt-) temp lent= datale Tablelent memcpy( data, temp, 48 return o P置换 int DES P Transform(ElemType data[32])( t ElemType temp_32] for(ent =0; cnt 32; cnt+-) temp ent-datalP Tablel 11 me.mcpy(data, temp, 32) return 0 /水异或* int DES XOR(Elem Type R[48, Elem Type L[48], int count)I int cnt for(cnt-0: cnt< count: cnt++)i RIant]= lent] return 0 /*S盒置换*/ int DES SBOX (Elem Type data[48]) int cnt int line, row, output int curl, cur for(ent=0; cnt( 8: cnt++i curl cnt:6 cur2= cnt<<2 /*计算在S盒中的行与列来 line=(data cur1<<1)+ data[ cur1+5 row=(data[cur1+1]<<3)+(data[cur1+2]<<2) +(data「cur1-31<<1)+data「cur1+41 output s[cnt][line]trow] /*化为2进制*/ data[cur2]=(output&0X08)>>3 data[cur2+1]=(output&0X04)>>2 data (output&0X02)>1 datalcur 2+3= output&0x01 return o 交换 int DES Swap(ElemType left[32], ElemType right [32]) memcpy(temp, left, 32 memcpy(left, right, 32 memcpy (right, temp, 32 return o 第4页 AIS加密算法c语言实现代码 /*加密单个分组 int DES EncryptBlockElem Type plainBlock[8, ElemType subKeys[l6][48, ElemType cipherBlock[8])I ElemT'ype plainTs [54] ElemType copyRight[48] int cnt Char8ToBit64(plainBlock, plairBits) /米初始置换(IP置换)* DES IP Transform(plainBits /*16轮迭代* for(cnt=0: cnt< 16: cnt+-) memcpy(copyRight, plainBits- 32, 32 /*将右半部分进行扩展置换,从32位扩展到48位*/ DES E Trans form(copyRight) /*将右半部分与子密钥进行异或操作 DES XOR (copy Righ 48) /*异或结果进入S盒,输出32位结果*/ DES SBOX (copyRight) /P置换 DES P Transform(copyRight) /*将明文左半部分与右半部分进行异或* DES XOR (plainBits, copyRight, 32) 最终完成左右部的交换* DES Swap(plainBits, plainBits-32) /逆初始置换(IPI置换)* DES IP 1 Transform (plainBits) Bit64ToChar8(plainBits, cipherBlock) turn o /*解密单个分组 int DES DecryptBlock(ElemType cipherBlock[8, ElemType subKeys[16] 18], ElemType plainBlock [81) ElemType cipherBits[ 641 Elem Type copy Right [48] int cnt Char8ToBit64(cipherBlock, cipherBits) /初始置换(IP置换)* DES IP Transform(cipherBits /*16轮迭代*/ for(cnt-15: cnt >-0: cnt--)i memcpy(copyRight, cipherBits+32, 32 /*将右半部分进行扩展置换,从32位扩展到48位 DES T Trans form(copyright) /*将右半部分与子密钥进行异或操作 DES XOR(copy Right, subKeys [ent], 48) /*异或结果进入S盒,输出32位结果* DES SBOX(copyRight) /米P置换* DES P Transform(copyright) /*将明文h半部分与右半部分进行异或* DES XOR (cipherBits, copy Right, 32) f(cnt /米最终完成左右部的交换* DES Swap(cipherBits, cipherBits+32) /*逆初始置换(IP1置换)* DES IP 1 Transform(cipherBits) Bit64ToChar8(cipherBits, plainBlock) return 0: *加密文件 int DES Encrypt (char xplainFile, char *keyStr, char *cipherFile)t FILE xplain, i*cipher; int count ElcmType plainBlock[81, ciphcrBlock [8, keyBlock 8 第5页 AIS加密算法c语言实现代码 Elem Type bEy 64] ElemType subKeys[16][18] if((plain- fopen(plainFilc, " rb"))--NULL) return Plain FILe OPEN ERROR return CIPHER FILE OPEN ERROR: ))== NULL)( if ((cipher fopen(cipherFile, wb /设置密钥 memcpy (keyBlock, key Str, 8) 将密钥转换为二进制流* Char8ToBit64(keyBlock, bKcy /牛成子密钥* DES Make SubKeys(bEy, subKeys while(!feof plain))( /*每次读8个字节,并返回成功读取的字节数* if((count- fread(plainBlock, sizeof(char),8, plain)) 8){ DES EncryptBlock (plainBlock, subKeys, cipherBlock f(count)[ /*填充*/ memset(plainBlock ount, \0, 7- count) /*最后一个字符休存包括最后一个字符在内的所填充的字符数量水 plainblockl7-8-count DES EncryptBlock (plainBlock, subkeys, cipherBlock fwrite(cipherBlock, sizeof (char), 8, cipher) fclose (plain) f'c. lose(cipher return oK /*解密文件* int DES Decrypt(char *cipherFile, char *key Str, char xplainFile)i FILE* plain,米 cipher int count, times 0 long fileLen Eleml'ype plainBlock [8], cipherBlock[8], keyBlock[8 ElemType bEy _6 ElemType subKeys[16][48] if ((cipher fopen(cipherFile, rb ))= NULL)[ return CIPHEr FILe OPEN ERROR if((plain= fopen(plainFile, wb" ))= NULL) rcturn plain FIle OPEN ERROR /*设置密钥* memcpy(key Block, keyStr, 8) /将密钥转换为二进制流* Char8ToBit64 (keyBlock, bKey) /水生成子密钥* ES Make SubKeys(bKey subKeys) /取文什长度*/ fseek( cipher,0, SEEK END);/将文件指针置尾 fi lelen= ftel l( cipher);/*取文件指针当前位置*/ rewind( CIpher);/*将文件指针重指向文件头* while(1)i 密文的字节数一定是8的整数倍* fread(cipherBlock, sizeof(char), 8, cipher DES DecryptBlock(cipherBlock, subKeys, plainBlock) times +-8 if(times< fileLen fwrite(plainBlock, sizeof(char), 8, plain) /*判断末尾是否被填充米 if(plainBlock 71< 8)i 第6页 AIS加密算法c语言实现代码 for(count=8- plainBlock[7]; count< 7; count++)( if(plainBlock[ count!='\0i break if( count==7){/*有填充* fwrite(plairBlock, sizeof (char), 8- plainBlockL7, plain) else{/*无填充 fwrite(plainBlock, sizeof(char), 8, plain) t'close ( plain) fclose(cipher) return OK int main() clock t a, b a= clockO DES Encrypt( 1. txt, key. txt, 2. txt b=clock o printf("加密消耗%毫秒Ⅶn",b-a); system("pause") a= clock( DES Decrypt( 2. txt, key. txt", 3. txt") printf("解密消耗%毫秒、n",o-a) getcharo return 第7页