C++实现AES加密算法(128位密钥)

"一个C++实现的AES加密算法，支持128位密钥，包含加密和解密过程，以及相关的轮函数、S盒、逆S盒等核心组件。" AES（Advanced Encryption Standard），即高级加密标准，是一种广泛应用的块密码，以其高效性和安全性著称。在给定的C++实现中，AES算法被设计为一个名为`AES`的类，该类包含了128位密钥的处理和加密解密的主要步骤。 1. **密钥长度**：`AES`类中的常量`KEY_SIZE`定义了密钥长度为16个字节，即128位。这是AES支持的最小密钥长度，也是最常用的长度。 2. **状态矩阵**：`state`数组用于存储当前正在处理的数据块，每个数据块是16字节，对应128位。在AES操作中，数据被视作4x4的字节矩阵。 3. **轮密钥**：`roundKey`数组用于存储扩展后的密钥，每轮加密或解密都需要不同的轮密钥。`N_ROUND`表示总共的轮数，对于128位密钥的AES，共有11轮。 4. **S盒与逆S盒**：`SBox`和`InvSBox`分别代表S盒和它的逆，S盒是AES中非线性变换的关键部分，用于字节代换。`BuildSBox`和`BuildInvSBox`方法用于生成S盒和逆S盒。 5. **核心函数**： - `EncryptionProcess`和`DecryptionProcess`是加密和解密的主函数。 - `Round`和`InvRound`分别执行加密轮和解密轮的处理，`FinalRound`和`InvFinalRound`则处理最后一轮的特殊情况。 - `KeyExpansion`扩展128位的初始密钥到足够多的轮密钥。 - `AddRoundKey`将轮密钥与状态矩阵按位异或。 - `SubBytes`执行字节代换，`InvSubBytes`执行逆字节代换。 - `ShiftRows`和`InvShiftRows`分别进行行移位操作，`MixColumns`和`InvMixColumns`执行列混淆。 6. **Galois乘法**：`GFMultplyByte`函数实现了有限域GF(2^8)上的乘法运算，这是AES中矩阵乘法的基础。`GFMultplyBytesMatrix`可能用于矩阵形式的Galois乘法。 7. **初始化函数**：`InitialState`、`InitialCipherText`和`InitialplainText`分别用于设置初始状态，明文和密文的初始值。 这个C++实现提供了AES的基本功能，但需要注意的是，代码可能不完全符合C++编程规范，且未提供完整的错误处理和输入验证。在实际应用中，应确保对输入进行适当检查，并可能需要进一步优化和封装以提高可读性和安全性。