AES.rar_AES_AES-CBC_aes cpp_aes.cpp_vs2008

#include <string> #include <windows.h> #include <iostream> #include <atlstr.h> #include "AESTransfer.h" using namespace std; Aes::~Aes() { } Aes::Aes() { } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //构造函数 Aes::Aes(int keysize,unsigned char* keyBytes) { SetNbNkNr(keysize); //设置密钥块数，轮数 memcpy(key,keyBytes,keysize); //字符串拷贝函数，把keyBytes的keysize个字符复制到key中 KeyExpansion(); //密钥扩展，必须提前做的初始化 } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void Aes::SetNbNkNr(int keySize) { Nb=4; if(keySize=Bits128) { Nk=4; //4*4字节，128位密钥，10轮加密 Nr=10; } else if(keySize=Bits192) { Nk=6; //6*4字节，192位密钥，12轮加密 Nr=12; } else if(keySize=Bits256) { Nk=8; //8*4字节，256位密钥，14轮加密 Nr=14; } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void Aes::KeyExpansion() { memset(w,0,16*15); for(int row=0;row<Nk;row++) //拷贝seed 密钥 { w[4*row+0] = key[4*row]; w[4*row+1] = key[4*row+1]; w[4*row+2] = key[4*row+2]; w[4*row+3] = key[4*row+3]; } byte* temp = new byte[4]; for(int row=Nk;row<4*(Nr+1);row++) { temp[0]=w[4*row-4]; //当前列的前一列 temp[1]=w[4*row-3]; temp[2]=w[4*row-2]; temp[3]=w[4*row-1]; if(row%Nk==0) //逢nk时，对当前列的前一列作特殊处理 { temp=SubWord(RotWord(temp)); //先移位，再代换，最后和轮常量异或 temp[0] = (byte)( (int)temp[0] ^ (int) AesRcon[4*(row/Nk)+0] ); temp[1] = (byte)( (int)temp[1] ^ (int) AesRcon[4*(row/Nk)+1] ); temp[2] = (byte)( (int)temp[2] ^ (int) AesRcon[4*(row/Nk)+2] ); temp[3] = (byte)( (int)temp[3] ^ (int) AesRcon[4*(row/Nk)+3] ); } else if ( Nk > 6 && (row % Nk == 4) ) //这个还没有搞清楚 { temp = SubWord(temp); } // w[row] = w[row-Nk] xor temp w[4*row+0] = (byte) ( (int) w[4*(row-Nk)+0] ^ (int)temp[0] ); w[4*row+1] = (byte) ( (int) w[4*(row-Nk)+1] ^ (int)temp[1] ); w[4*row+2] = (byte) ( (int) w[4*(row-Nk)+2] ^ (int)temp[2] ); w[4*row+3] = (byte) ( (int) w[4*(row-Nk)+3] ^ (int)temp[3] ); } // for loop } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //密钥移位函数 unsigned char* Aes::RotWord(unsigned char* word) { byte* temp = new byte[4]; temp[0] = word[1]; temp[1] = word[2]; temp[2] = word[3]; temp[3] = word[0]; return temp; } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //密钥字代换函数 unsigned char* Aes::SubWord(unsigned char* word) { byte* temp = new byte[4]; for(int j=0;j<4;j++) { temp[j] = AesSbox[16*(word[j] >> 4)+(word[j] & 0x0f)]; //实际上也可以写成AesSbox[[j]];因为两者相等 } return temp; } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //Aes加密函数 void Aes::Cipher(unsigned char* input, unsigned char* output) { memset(&State[0][0],0,16); for(int i=0;i<4*Nb;i++) //这里是先写列后写行的，即输入是一列一列的进来的 { State[i%4][i/4]=input[i]; //换成先写行后写列也是可以的，只要在输出时也是这样就可以了 } AddRoundKey(0); //轮密钥加 for (int round = 1; round <= (Nr - 1); round++) // main round loop { SubBytes(); //字节代换 ShiftRows(); //行移位 MixColumns(); //列混淆 AddRoundKey(round); //轮密钥加 } // main round loop SubBytes(); //字节代换 ShiftRows(); //行移位 AddRoundKey(Nr); //轮密钥加 // output = state for (int i = 0; i < (4 * Nb); i++) { output[i] = State[i % 4][ i / 4]; } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //Aes解密函数 void Aes::InvCipher(unsigned char* input,unsigned char* output) { memset(&State[0][0],0,16); for (int i = 0; i < (4 * Nb); i++) { State[i % 4][ i / 4] = input[i]; } AddRoundKey(Nr); for (int round = Nr-1; round >= 1; round--) // main round loop { InvShiftRows(); InvSubBytes(); AddRoundKey(round); InvMixColumns(); } // end main round loop for InvCipher InvShiftRows(); InvSubBytes(); AddRoundKey(0); // output = state for (int i = 0; i < (4 * Nb); i++) { output[i] = State[i % 4][ i / 4]; } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //轮密钥加 void Aes::AddRoundKey(int round) { int i,j; //i行 j列 //因为密钥w是一列一列排列的，即 k0 k4 k8 k12 for(j=0;j<4;j++) // k1 k5 k9 k13 { // k2 k6 k10k14 for(i=0;i<4;i++) // k3 k7 k11k15 { // 所以i行j列的下标是4*((round*4)+j)+i即16*round+4*j+i State[i][j]=(unsigned char)((int)State[i][j]^(int)w[4*((round*4)+j)+i]); } } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //字节代换函数 void Aes::SubBytes() //Page 103 { int i,j; for(j=0;j<4;j++) { for(i=0;i<4;i++) { State[i][j]=AesSbox[State[i][j]]; //因为 16*(State[i][j]>>4)+State[i][j]&0x0f=State[i][j] } } } void Aes::InvSubBytes() { int i,j; for(j=0;j<4;j++) { for(i=0;i<4;i++) { State[i][j]=AesiSbox[State[i][j]]; //因为 16*(State[i][j]>>4)+State[i][j]&0x0f=State[i][j] } } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void Aes::ShiftRows() { unsigned char temp[4*4]; //Page105 int i,j; for(j=0;j<4;j++) { for(i=0;i<4;i++) { temp[4*i+j]=State[i][j]; } } for(i=1;i<4;i++) { for(j=0;j<4;j++) { if(i==1)State[i][j]=temp[4*i+(j+1)%4]; //第一行左移1位 else if(i==2)State[i][j]=temp[4*i+(j+2)%4]; //第二行左移2位 else if(i==3)State[i][j]=temp[4*i+(j+3)%4]; //第三行左移3位 } } } void Aes::InvShiftRows() { unsigned char temp[4*4]; int i,j; for(j=0;j<4;j++) { for(i=0;i<4;i++) { temp[4*i+j]=State[i][j]; } } for(i=1;i<4;i++) { for(j=0;j<4;j++) { //if(i==1)State[i][j]=temp[4*i+(j-1)%4]; 在此犯了一个错误 -1%4=-1 而不是3，所以采用了下面再加一个4的做法 if(i==1)State[i][j]=temp[4*i+(j+3)%4]; //第一行右移1位 j-1+4=j+3 else if(i==2)State[i][j]=temp[4*i+(j+2)%4]; //第二行右移2位 j-2+4=j+2 else if(i==3)State[i][j]=temp[4*i+(j+1)%4]; //第三行右移3位 j-3+4=j+2 } } } //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// void Aes::MixColumns() { unsigned char temp[4*4]; int i,j; for(j=0;j<4;j++) //2 3 1 1 列混淆矩阵 Page107 { //1 2 3 1 for(i=0;i<4;i++) //1 1 2 3 { //3 1 1 2 temp[4*i+j]=State[i][j]; } } for(j=0;j<4;j++) { State[0][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby02(temp[0+j]) ^ (int)gfmultby03(temp[4*1+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*2+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*3+j]) ); State[1][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby01(temp[0+j]) ^ (int)gfmultby02(temp[4*1+j]) ^ (int)gfmultby03(temp[4*2+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*3+j]) ); State[2][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby01(temp[0+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*1+j]) ^ (int)gfmultby02(temp[4*2+j]) ^ (int)gfmultby03(temp[4*3+j]) ); State[3][j] = (unsigned char) ( (int)gfmultby03(temp[0+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*1+j]) ^ (int)gfmultby01(temp[4*2+j]) ^ (int)gfmultby02(temp[4*3+j]) ); } } void Aes::InvMixColumns() { unsigned char temp[4*4]; int i,j; for (i = 0; i < 4; i++) // copy State into temp[] { for (j = 0; j < 4