C++实现AES加密算法详解与步骤

AES加密算法的C++实现是一个高效且易于理解的加密技术，它基于Advanced Encryption Standard (AES)标准，这是一种对称加密算法，广泛应用于信息安全领域。本文档主要关注AES在C++中的具体实现，通过类`AES`来展示其关键操作步骤。 首先，文档引入了两个头文件`AES.H`和`Encryption.h`，其中`AES.H`包含了`AES`类的声明和定义。`AES`类继承自`Encryption`基类，并声明了构造函数、析构函数以及加密和解密方法。`AES_KEY_ROW_NUMBER4`和`AES_KEY_COLUMN_NUMBER4`常量分别表示密钥的行数和列数，`AES_ROUND_COUNT10`定义了总共的轮数为10轮，这是AES算法的一个重要特性，每轮包含子字节变换（SubBytes）、移位行（ShiftRows）、混列（MixColumns）和加扰密钥（AddRoundKey）等步骤。 `Cipher`和`InvCipher`函数是核心加密和解密函数，它们接受输入数据并应用AES操作，然后返回处理后的结果。`swapbox`数组用于存储一些预计算的值，例如S-box（ Substitute Box）表，用于实现子字节变换。`FFmul`函数是一个用于快速乘法的辅助函数，对于混列操作中的矩阵乘法非常重要。 `KeyExpansion`函数用于密钥扩展，将原始128位或256位的密钥扩展到足够的长度，以支持10轮的加密过程。每轮加密前，会进行子字节变换、移位行、混列和加扰密钥的操作，这些操作分别由`SubBytes`、`ShiftRows`、`MixColumns`和`AddRoundKey`函数执行。 在解密阶段，`InvSubBytes`、`InvShiftRows`和`InvMixColumns`函数分别对应加密过程的逆操作，用于恢复原始数据。这些函数调用的顺序与加密时相反，确保了整体加密和解密过程的互逆性。 这个C++实现的AES加密算法展示了如何在实际编程中将AES的数学原理转化为可执行的代码，包括密钥处理、轮函数的迭代以及数据加密和解密的关键步骤。学习和理解这样的实现有助于开发者在实际项目中安全地进行数据传输和存储。