"AES加密算法在C语言中的实现"
AES(Advanced Encryption Standard)是一种广泛应用的块密码加密标准,由NIST(美国国家标准与技术研究院)于2001年正式采纳,取代了DES(Data Encryption Standard)。这个加密算法基于Rijndael密码,能够处理128位的数据块,并支持128、192和240位的密钥长度。
在提供的代码中,可以看到一个名为`AES`的C++类,它包含了AES加密算法的关键组成部分。`AES`类有以下几个关键成员:
1. `State`:这是一个`unsigned long`类型的指针,用于存储加密或解密过程中的状态矩阵。AES加密过程中,数据被组织成4x4的字节矩阵,这个状态矩阵就是该矩阵的内存表示。
2. `Word`:这同样是一个`unsigned long`类型的指针,可能用于存储密钥扩展的结果。在AES中,输入的密钥会被扩展成多个轮密钥,这些轮密钥在每一轮加密过程中使用。
3. `Nb`和`Nr`:这两个成员分别表示数据块的列数(在AES中固定为4)和加密轮数。`Nr`根据密钥长度的不同而变化,例如,128位密钥的AES有10轮,192位密钥有12轮,256位密钥有14轮。
类中定义的成员函数包括:
- `AES()` 和 `~AES()`:构造函数和析构函数,可能用于初始化和清理资源。
- `setMode()`:这个函数可能用于设置加密模式,如ECB(Electronic Codebook)、CBC(Cipher Block Chaining)或其他模式,并接受密钥、密钥大小、输入大小以及一个布尔值来标识是否为解密模式。
- `cipher()` 和 `invCipher()`:这两个函数分别执行加密和解密操作。`cipher()`对输入数据进行加密,`invCipher()`执行解密。它们可能会调用一系列内部函数来完成AES的混合功能,如字节代换、行移位、列混淆和轮密钥添加等步骤。
此外,代码还提到了`SubWord()`函数,这通常用于字节替换操作,是AES算法中的一个基本组件,它会应用S盒(Substitution Box)转换来改变字节的值。还有`keyExpansion()`函数,这个函数负责将原始密钥扩展成足够多的轮密钥,这是AES加密流程中的一个重要步骤。
这段代码提供了C++环境下实现AES加密算法的一个基础框架,包含了必要的结构和函数来处理加密和解密任务。然而,为了使这个类完全工作,还需要补充实现`SubWord()`、`keyExpansion()`以及其他可能的辅助函数,并确保正确地调用它们以完成整个加密和解密流程。