加解密 | AES加、解密学习

军事研究员

已于 2025-02-12 18:27:23 修改

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分类专栏： 1.C/C++编程文章标签：学习服务器算法

于 2025-02-12 18:25:36 首次发布

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加解密 | AES加、解密学习

你的代码实现了一个简单的AES（高级加密标准）加密和解密的测试程序。以下是对代码的分析和一些改进建议：

代码功能

初始化数据和密钥：
- 定义了一个16字节的输入数据 input_data。
- 定义了一个16字节的AES密钥 key。
- 初始化了加密数据和解密数据的缓冲区。
密钥扩展：
- 使用 aes_expand_key 函数将原始密钥扩展为扩展密钥。
加密和解密：
- 使用 aes_encrypt 函数对输入数据进行加密。
- 使用 aes_decrypt 函数对加密后的数据进行解密。
打印信息：
- 打印了加密前后的数据、密钥等信息。

代码中的问题和改进建议

使用字符串作为密钥：
- 在C语言中，字符串以空字符 \0 结尾。因此，"1234567890abcdef" 实际上是一个17字节的字符串（包括空字符）。这可能导致密钥长度不正确。
- 改进建议：使用字节数组定义密钥，确保密钥长度为16字节。
加密和解密函数的参数类型：
- aes_encrypt 和 aes_decrypt 函数的参数类型需要明确。确保它们接受的是字节数组，并且长度正确。
- 如果这些函数的实现需要16字节对齐的输入，需要确保输入数据的长度为16的倍数。
解密硬编码的十六进制字符串：
- 在代码中，你尝试直接将十六进制字符串 "8df9deff39e5877acf18f8056538864c" 传递给 aes_decrypt 函数。这在C语言中是不正确的，因为字符串是字符数组，而不是字节数组。
- 改进建议：将十六进制字符串转换为字节数组后再进行解密。
打印加密后的数据：
- 加密后的数据是二进制数据，可能包含不可打印字符。因此，使用十六进制格式打印是正确的，但需要确保解密后的数据也是正确处理的。

改进后的代码

以下是改进后的代码示例：

c复制

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>

#define AES_KEY_LENGTH 16
#define AES_EXPAND_KEY_LENGTH 176 // AES-128 扩展密钥长度

typedef uint8_t u8;

// 假设的 AES 加密和解密函数
void aes_expand_key(const u8* key, u8* expanded_key);
void aes_encrypt(const u8* input, const u8* expanded_key, u8* output);
void aes_decrypt(const u8* input, const u8* expanded_key, u8* output);

int tester_aes() {
    // 输入数据，必须是 16 字节的倍数
    u8 input_data[16] = "Hello, AES!";
    u8 encrypted_data[16];
    u8 decrypted_data[16];

    // AES 密钥 (128 位)
    u8 key[AES_KEY_LENGTH] = {0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x90, 0xab, 0xcd, 0xef, 0xfe, 0xdc, 0xba, 0x98, 0x76, 0x54, 0x32, 0x10};
    u8 expanded_key[AES_EXPAND_KEY_LENGTH];
    int i = 0;

    aes_expand_key(key, expanded_key);
    memset(encrypted_data, 0, sizeof(encrypted_data));
    memset(decrypted_data, 0, sizeof(decrypted_data));

    printf("sizeof(unsigned char): %ld\n", sizeof(unsigned char));
    printf("sizeof(unsigned int) : %ld\n", sizeof(unsigned int));
    printf("密钥：");
    for (i = 0; i < AES_KEY_LENGTH; i++) {
        printf("%02x", key[i]);
    }
    printf("\n");
    printf("原始数据: ");
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02x", input_data[i]);
    }
    printf("\n");

    // 加密
    aes_encrypt(input_data, expanded_key, encrypted_data);
    printf("加密后的数据: ");
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02x", encrypted_data[i]);
    }
    printf("\n");

    // 解密
    aes_decrypt(encrypted_data, expanded_key, decrypted_data);
    printf("解密后的数据: ");
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02x", decrypted_data[i]);
    }
    printf("\n");

    // 解密硬编码的十六进制字符串
    u8 hex_data[16] = {0x8d, 0xf9, 0xde, 0xff, 0x39, 0xe5, 0x87, 0x7a, 0xcf, 0x18, 0xf8, 0x05, 0x65, 0x38, 0x86, 0x4c};
    aes_decrypt(hex_data, expanded_key, decrypted_data);
    printf("解密后的数据1: ");
    for (i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02x", decrypted_data[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}