C++实现AES加密算法详解

"这篇资源是关于AES加密算法在C++中的具体实现，通过定义一个名为AES的类，包含了加密和解密的方法，并涉及到AES的关键步骤，如密钥扩展、替换函数、行移位、列混淆等操作。" AES加密算法是一种广泛应用于数据保护的标准，全称为Advanced Encryption Standard。它基于Rijndael算法，采用了块加密方式，每个加密块大小为128位（16字节），支持不同长度的密钥，包括128位、192位和256位。C++实现AES的过程主要分为以下几个关键步骤： 1. **密钥扩展（Key Expansion）**：AES算法的密钥长度可以是128、192或256位，但无论哪种长度，都需要通过密钥扩展生成多个轮密钥。`KeyExpansion`函数负责将原始密钥扩展成足够多的轮密钥以供后续的加密过程使用。 2. **字节替换（SubBytes）**：这是一个非线性的操作，使用预定义的S盒（S-box）进行字节替换，以增加加密的复杂性和安全性。在C++实现中，可能通过`SubBytes`函数完成。 3. **行移位（ShiftRows）**：这个操作对每个16字节的行进行循环左移，以增加数据混淆。`ShiftRows`函数会按照特定的规则对矩阵的行进行位移。 4. **列混淆（MixColumns）**：此步骤对矩阵的列进行线性变换，通常涉及乘法操作。`MixColumns`函数将执行这一操作。 5. **添加轮密钥（AddRoundKey）**：在每个轮中，都会将当前的轮密钥与状态矩阵按位异或，来混合数据。`AddRoundKey`函数实现这个步骤。 6. **逆运算**：在解密过程中，需要执行与加密相反的操作。例如，`InvSubBytes`是`SubBytes`的逆操作，`InvShiftRows`对应于`ShiftRows`的逆，`InvMixColumns`则是`MixColumns`的逆。 在给出的代码中，`AES`类定义了这些基本操作的成员函数，如`Encrypt`和`Decrypt`用于加密和解密数据，而`Cipher`和`InvCipher`分别用于执行加密和解密的核心流程。`BYTE FFmul(BYTE a, BYTE b)`可能实现了一个乘法操作，这在密钥扩展或逆混淆列中可能用到。 这个C++实现还包含了一些辅助函数，如`Cipher`和`InvCipher`，它们接受void指针作为输入，处理任意大小的数据，增加了代码的灵活性。通过这样的设计，开发者可以在C++项目中方便地集成AES加密算法，以保护敏感信息的安全。