C语言实现AES加密解密：成都信息工程学院课程设计

"AES密码学课程设计(C语言实现)\n成都信息工程学院\nAES加密解密软件的实现" 本文将详细介绍AES（Advanced Encryption Standard）密码学课程设计中C语言实现的关键步骤，包括SubBytes、ShiftRows和MixColumns这三个核心过程。 AES是一种广泛应用于数据加密的标准，基于Rijndael算法，其工作流程包括多个迭代的加密和解密过程。在C语言中实现AES，主要涉及以下几个关键步骤： 1. **SubBytes**：这是非线性变换，使用了一个称为S盒（S-box）的查找表。在给定的代码中，`Sbox`数组代表了S盒，它将每个字节替换为其对应的S盒值。S盒提供了算法所需的非线性特性，对于每个字节`State[i][j]`，通过索引Sbox进行替换，增强加密的安全性。 2. **ShiftRows**：此操作用于增加加密的混淆度。代码中展示了如何实现这一过程：第一行不做改变，第二行向左移动一个字节，第三行移动两个字节，第四行移动三个字节。这种循环左移使得不同行的字节混合，增加了攻击者破解的难度。 3. **MixColumns**：这是AES中最复杂的部分，涉及到GF(2^8)上的线性变换。在代码中，列混合通过对列中的每个字节执行特定的乘法和加法操作来实现。每个字节被视为GF(2^8)上的多项式，并与常数多项式a(x)相乘，然后对模多项式M(x)取模。在这个过程中，乘法涉及固定元素02、03、01，尽管GF(2^8)乘法复杂，但使用这些特定元素时，运算可以简化。 在AES的加密过程中，SubBytes、ShiftRows和MixColumns依次执行，然后在每个轮的末尾添加一个轮密钥。而在解密过程中，这些步骤的逆操作会被使用，即InvSubBytes、InvShiftRows和InvMixColumns，同样会加上轮密钥。 在实际编程中，还需要考虑初始化向量、扩展密钥生成以及如何组合这些基本操作来构建完整的AES加密和解密函数。同时，为了保证安全性和效率，通常会使用预计算的S盒和轮密钥扩展表。 最后，编写和调试AES算法的C语言实现需要对密码学原理有深入的理解，同时也需要掌握低级别的内存管理和优化技巧。这个课程设计旨在让学生通过实践加深对AES加密算法原理的认识，提高编程和安全分析能力。