AES加解密C语言实现及算法详解

该资源提供了一个使用C语言实现的AES（高级加密标准）算法的代码示例。AES是一种广泛使用的对称加密算法，其特点是密钥长度可变，支持128、192和256位，数据块大小固定为128位。在2000年，NIST（美国国家标准与技术研究所）选择了由Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的RIJNDAEL算法作为AES的标准。 代码中定义了一个`aes_context`结构体，用于存储加密和解密的轮密钥（`erk`和`drk`）以及轮数（`nr`）。此外，还定义了与AES操作相关的多项式运算，如右移（`ROTR8`）、线性扩展（`XTIME`）和乘法运算（`MUL`）。 代码中包含了一系列预计算的表，如正向S盒（`FSb`）、T0-T3表，逆向S盒（`RSb`）、RT0-RT3表以及轮常量（`RCON`）。这些表在AES加密过程中用于非线性变换，以增加密码的安全性。在实际应用中，这些表可以预先计算并存储，以提高加密速度。如果没有定义`FIXED_TABLES`，则会在程序首次运行时生成这些表。 在没有预计算表的情况下，`aes_gen_tables()`函数用于生成这些必要的表。这个函数会计算GF(2^8)上的指数（`pow`）和对数（`log`）表，这是AES中的伽罗华域运算的基础。接着，函数会填充S盒、T盒和RCON表，这些都是AES加密和解密过程中的核心元素。 AES的加密过程通常分为以下几个步骤： 1. 关键扩展：将用户提供的密钥扩展成多轮所需的密钥序列。 2. 字节代换：使用S盒将明文的每个字节替换为其S盒值。 3. 行移位：按行进行字节的循环左移。 4. 列混淆：使用线性变换（如乘以特定矩阵）改变列中的字节。 5. 轮密钥加：将轮密钥添加到当前状态矩阵中。 这些步骤在加密过程中重复多次，最后一轮省略列混淆步骤。 解密过程是加密过程的逆操作，主要区别在于使用了逆向S盒和逆向线性变换，并在每轮中使用解密轮密钥。 通过这个C语言代码，开发者可以了解AES算法的基本工作原理，并将其集成到自己的项目中，实现数据的安全加密和解密。