AES加密程序实现与详解
"AES 完整程序" AES(Advanced Encryption Standard)是一种广泛使用的块加密标准,用于保护数据的安全。这个程序包含了实现AES加密算法所需的全部组件,适用于需要AES加密解密功能的应用。 在AES中,主要的步骤包括:字节代换(SubBytes)、行位移(ShiftRows)、列混淆(MixColumns)和轮密钥加(AddRoundKey)。这个程序中定义了一些关键的常量和变量,用于这些操作: 1. `BPOLY` (0x1b):这是GF(2^8)域中的生成多项式,用于计算伽罗华指数和对数表。在AES中,GF(2^8)是用于处理8位字节的有限域。 2. `BLOCKSIZE` (16):AES的块大小为128位,即16个字节。 3. `KEYBITS` (128):这里选择了AES-128,意味着密钥长度为128位。 4. `ROUNDS` (10):AES-128执行10轮加密过程。 5. `KEYLENGTH` (16):密钥长度为16个字节,对应于128位。 程序中定义了几个工作区数组(`xdatablock1`和`xdatablock2`),可能用于存储输入数据、中间结果或解密后的数据。另外,还定义了用于快速计算的查找表: 6. `powTbl` 和 `logTbl`:这两个表用于在GF(2^8)域中进行指数运算和对数运算,提高加密和解密的速度。 7. `sBox` 和 `sBoxInv`:S-Box(字节替换表)和它的逆S-Box,分别用于字节代换操作。S-Box是一个非线性的转换,增加了算法的复杂性和安全性。 8. `expandedKey`:扩展密钥,AES的密钥扩展过程将原始密钥扩展成足够长度的密钥序列,用于每一轮的轮密钥加操作。 `CalcPowLog` 函数用于计算指数和对数表,这在GF(2^8)的乘法运算中非常有用。而`CalcSBox`函数可能用于初始化S-Box,这通常是一个预先计算好的非线性转换表。 整个AES加密过程涉及多个步骤,如预处理、密钥扩展、多轮加密和后处理。在这个程序中,`CalcSBox`和`CalcPowLog`函数是准备工作,而实际的加密和解密操作应该包含在其他未显示的函数中,例如一个名为`AES_Encrypt`或`AES_Decrypt`的函数。这些函数会使用定义的常量、工作区和查找表来执行AES的核心算法。
#include "aes.h"
#include "commonage.h"
#define byte unsigned char
#define BPOLY 0x1b //!< Lower 8 bits of (x^8+x^4+x^3+x+1), ie. (x^4+x^3+x+1).
#define BLOCKSIZE 16 //!< Block size in number of bytes.
#define KEYBITS 128 //!< Use AES128.
#define ROUNDS 10 //!< Number of rounds.
#define KEYLENGTH 16 //!< Key length in number of bytes.
byte xdata block1[ 256 ]; //!< Workspace 1.
byte xdata block2[ 256 ]; //!< Worksapce 2.
byte xdata * powTbl; //!< Final location of exponentiation lookup table.
byte xdata * logTbl; //!< Final location of logarithm lookup table.
byte xdata * sBox; //!< Final location of s-box.
byte xdata * sBoxInv; //!< Final location of inverse s-box.
byte xdata * expandedKey; //!< Final location of expanded key.
void CalcPowLog( byte * powTbl, byte * logTbl )
{
byte xdata i = 0;
byte xdata t = 1;
do {
// Use 0x03 as root for exponentiation and logarithms.
powTbl[i] = t;
logTbl[t] = i;
i++;
// Muliply t by 3 in GF(2^8).
t ^= (t << 1) ^ (t & 0x80 ? BPOLY : 0);
} while( t != 1 ); // Cyclic properties ensure that i < 255.
powTbl[255] = powTbl[0]; // 255 = '-0', 254 = -1, etc.
}
void CalcSBox( byte * sBox )
{
byte xdata i, rot;
byte xdata temp;
byte xdata result;
// Fill all entries of sBox[].
i = 0;
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