C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)AES算法

AES加密算法流程圖如下圖所示：

明文P：未加密的原始數(shù)據(jù)；密鑰K：加密原始數(shù)據(jù)密碼，對(duì)稱(chēng)算法中，加密與解密所需的密鑰相同，該密鑰不能直接進(jìn)行傳輸，否則會(huì)造成密鑰泄露；常規(guī)的做法是使用非對(duì)稱(chēng)算法對(duì)密鑰進(jìn)行加密之后再進(jìn)行傳輸。

AES加密函數(shù)：加密函數(shù)將傳入的密鑰K與明文P進(jìn)行處理，之后生成一個(gè)被加密的信息密文C。

密文C：經(jīng)過(guò)密鑰加密后的數(shù)據(jù)。

AES解密函數(shù)：解密函數(shù)將傳入的密鑰K與密文C進(jìn)行處理，之后生成一個(gè)沒(méi)有加密的明文P。

代碼部分講解：

AES算法相關(guān)接口在AES.h內(nèi)，主要的接口：

uint8_t *aes_init(size_t key_size);
void aes_key_expansion(uint8_t *key, uint8_t *w);
void aes_inv_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);
void aes_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);

aes_init()函數(shù)作用：初始化aes變量，創(chuàng)建擴(kuò)展密鑰所需要的內(nèi)存
key_size：擴(kuò)展密鑰所需內(nèi)存大小

aes_key_expansion()作用：創(chuàng)建擴(kuò)展密鑰
key：擴(kuò)展密鑰
w：擴(kuò)展密鑰內(nèi)存首地址

aes_inv_cipher()作用：數(shù)據(jù)解密
in：輸入加密的信息
out：輸出解密后的信息
w：擴(kuò)展密鑰內(nèi)存首地址

aes_cipher()作用：數(shù)據(jù)加密
in：輸入未加密的信息
out：輸出加密后的信息
w：擴(kuò)展密鑰內(nèi)存首地址

代碼實(shí)現(xiàn)例程如下：

int main() {
    uint8_t i = 0;
    /* 256 bit key */
    uint8_t key[] = {
        0x00, 0x01, 0x02, 0x03,
        0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
        0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b,
        0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f,
        0x10, 0x11, 0x12, 0x13,
        0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
        0x18, 0x19, 0x1a, 0x1b,
        0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f};
    uint8_t in[] = {
        0x00, 0x11, 0x22, 0x33,
        0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
        0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb,
        0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff};
    uint8_t out[16];
    uint8_t *w = NULL;

    w = aes_init(sizeof(key));
    aes_key_expansion(key, w);
    printf("Plaintext message:n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    aes_cipher(in, out, w);
    printf("Ciphered message:n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", out[4*i+0], out[4*i+1], out[4*i+2], out[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    aes_inv_cipher(out, in, w);
    printf("Original message (after inv cipher):n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    free(w);
    return 0;
}