AES-128加密解密实验：掌握AES算法关键步骤与代码实现

实验三：AES密码算法1 本实验旨在让学生通过实践操作深入了解AES（高级加密标准）算法，这是一种广泛应用的对称加密算法，主要用于数据的安全传输。AES-128版本是AES算法的一种，其特点是密钥长度为128位，分组长度也为128位，总共进行10轮加密和解密过程。 在AES的加密流程中，每轮操作包括以下四个步骤： 1. 字节代换（ByteSubstitute）：将输入的128位数据块转换为新的字节序列，通过S盒（Substitution Box）实现非线性变换，增加加密的复杂性和抵抗差分攻击的能力。 2. 行移位（ShiftRow）：将数据块的4行进行循环左移，破坏原有的位关联性，提高安全性。 3. 列混淆（MixColumn）：在第1-9轮中执行，对每列进行特定的线性变换，使用矩阵乘法（在GF(2^8)域上）来混淆数据，增强扩散性。 4. 轮密钥加（RoundKey）：将轮密钥与当前状态进行逐比特异或，引入密钥的随机性和不可预测性。 在解密过程中，每个步骤都需要进行逆操作。解密的第一轮前还会预处理原始密钥，以便后续的轮次操作。值得注意的是，最后一轮加密和解密都不包含列混淆，这是为了保持算法的可逆性。 AES算法在GF(2^8)域上工作，这里的加法简单为按位异或，而乘法更为复杂，涉及有限域上的多项式运算。S盒和逆S盒是AES算法的关键组成部分，它们基于特定的不可约多项式m(x)，如11B（十六进制），用于实现非线性变换。 整个实验要求学生参考提供的模板代码ase-demo.c或者自行编写，实现AES-128的加密和解密功能，并确保程序具有良好的健壮性。学生需要在两周内（截止日期为2020年11月27日00:00）提交源代码和相关截图，文件以学号_姓名命名，并通过指定平台链接进行提交。 通过这个实验，学生不仅能够掌握AES算法的核心原理和实现方法，还能锻炼编程能力和对密码学基本概念的理解。