AES128加密算法完整实现

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文章标签： AES 加密 汇总 密码学 C实现
于 2019-02-26 22:38:02 首次发布
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      概述

原本想把自己AES加密算法的整个实现过程给详细复述下来，分享给想学习的同学，也方便自己复习，但后来发现该工作量太大，加上作业太多没有过多的时间去写。所以就想把自己在学习的过程中多遇到的好的文章进行汇总，避免重复性的工作，因为我感觉有的文章的介绍和配图写的非常好，再次重复也没有意义。本文里我会将文章的链接附上，如有侵权，敬请告知！

因为最近要完成课程作业，实现AES128加解密，本以为就是一个简单的算法实现，后来发现AES加密的每一步都挺难，而且都涉及到我没听过的概念，所以最近看了很多帖子、资料。最终终于能够解决这个问题。关于AES算法的介绍，网上有很多的帖子，所以我就不进行赘述了，我只是希望将我遇到的一些比较难以理解的点进行详细的叙述。

实现AES算法主要包括以下学习步骤：

  1. GF（2^8）域上的多项式运算
  2. 扩展的欧几里德算法
  3. 生成S盒
  4. 生成逆S盒
  5. S盒置换
  6. 行移位
  7. 列混合
  8. 生成秘钥
  9. 循环加密

其中1、2、3、4步都跟S盒生成有关，根据我所看的一些博客，S盒的生成涉及到数论的基础知识。如果没有基础的话，1、2是要专门去学习的，我在这两步上花费了很多时间。但是在网上也可以找到很多AES算法，他们用的是现成的S盒，没有前4步，直接用现成的S盒置换，这样相对会容易一些。但是本着刨根问底和多学习知识的原则，我还是去学习了S盒的生成方式。第5步就是将每一个字符进行查表替换，没有什么难以理解的地方，所以相对而言比较容易。第6步应该是整个过程当中最简单的一步了，就是进行一个循环移位。第7步列混合涉及到矩阵和多项式的乘法，所以还是有一定难度，。。。

如果想从整体上了解AES加密的完整过程，那么下面几篇文章不管从叙述还是插图上来看都是很不错的，几篇文章介绍的方式不同，但是原理都是一样的，对比结合着看会更有帮助：

AES加密 - block2016 - 博客园

AES算法简介_Jimmy.li的博客-优快云博客_aes算法

密码算法详解——AES - ReadingLover - 博客园

http://www.alonemonkey.com/2016/05/25/aes-and-des/

但是仅从这几篇文章来看的话，对于像我这样的小白而言还是没有办法实现的，因为各个步骤介绍的并不具体，尤其是对于缺少基本数学知识学习的同学很难理解。所以这几篇文章可以作为整体进度的把控，接下来看怎么一步步学习实现。

     S盒

我在学习这个算法的时候，在S盒的生成及置换上花费的时间是最多的。可能是因为基础较差，所以需要学习的东西比较多，所以

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value是key，生成32位16进制token 生成方法：GenerateToken(sn);return "解密失败: " + ex.Message;return "加密失败: " + ex.Message;// 转换为16进制字符串，去掉分隔符并转小写。// 使用SHA256生成32位16进制字符串。// 组合字符串：设备码 + 时间戳。// 将输入字符串转换为字节数组。试了很多方法都不行，最终找到此方法，完美解决。// 加密方法（如果需要）可用此工具验证 注意编码要选Hex。
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一份非常不错的AES加密解密原理及算法学习的资料。所附源码经本人实测，完全无误。并且可移植性强，可移植到任意平台运行，从而为系统添加AES加密解密的功能。
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unsigned char content[400]; unsigned char key[] = "123456789"; unsigned char en[400],de[400],base64[400], base64_out[400]; int len; memset(content, 0,400); memset(en, 0, 400); memset(de, 0, 400); memset(base64, 0,400); memset(base64_out, 0, 400); strcpy((char *)content, "whosyourdaddy!"); printf("%d %s\n", strlen((const char*)content), content); encrypt(content,strlen((const char*)content), en, &len, key); int encode_str_size = EVP_EncodeBlock(base64, en, len); printf("%d %s\n", encode_str_size, base64); int length = EVP_DecodeBlock(base64_out, base64, strlen((const char*)base64)); //EVP_DecodeBlock内部同样调用EVP_DecodeInit + EVP_DecodeUpdate + Evp_DecodeFinal实现，但是并未处理尾部的'='字符，因此结果字符串长度总是为3的倍数 while(base64[--encode_str_size] == '=') length--; decrypt(base64_out, length, de, key); printf("%d %s\n", strlen((const char*)de), de);
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