AES加密算法实验报告Word文档格式.docx

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三、加密算法流程

AES加密算法流程如下

字节代替：

用一个S盒完成分组的字节到字节的代替；

行移位：

进行一次行上的置换；

列混合：

利用有限域GF（28）上的运算特性的一个代替；

轮密钥加：

当前分组和扩展密钥的一部分进行按位异或。

四、代码实现

#include<

string>

iostream>

classplaintext

{

public:

plaintext（）;

staticvoidcreateplaintext（unsignedchara[]）;

staticvoidSubBytes（unsignedcharp[16]）;

staticvoidinSubBytes（unsignedcharp[16]）;

staticvoidShiftRows（unsignedchare[]）;

staticvoidinShiftRows（unsignedchare[]）;

staticvoidMatrixToByte（unsignedchare[]）;

staticvoidinMatrixToByte（unsignedchare[]）;

staticunsignedcharFFmul（unsignedchara,unsignedcharb）;

staticvoidKeyAdding（unsignedcharstate[16],unsignedchark[][4]）;

staticvoidKeyExpansion（unsignedchar*key,unsignedcharw[][4][4]）;

~plaintext（）;

private:

};

#include"

"

usingnamespacestd;

staticunsignedcharsBox[]={};

/定义加密S盒/

unsignedcharinsBox[256]={};

//定义解密S盒

plaintext:

:

plaintext（）

}

voidplaintext:

createplaintext（unsignedchara[]）//创建明文

inti=0;

unsignedintp[16];

for（intj=0;

j<

200;

j++）

{

if（a[j]==0）

{

break;

}

}

for（;

i<

16;

i++）

p[i]=a[i];

a[i]=a[i+16];

SubBytes（unsignedcharp[16]）//字节变换函数

unsignedcharb[16];

for（inti=0;

b[i]=sBox[（int）p[i]];

inSubBytes（unsignedcharp[16]）//逆字节变换函数

b[i]=insBox[（int）p[i]];

ShiftRows（unsignedchare[]）//行移位变换函数

unsignedchart[4];

for（inti=1;

4;

for（intx=0;

x<

x++）

t[x]=e[x+i*4];

for（inty=0;

y<

y++）

e[（y+4-i）%4+i*4]=t[y];

inShiftRows（unsignedchare[]）//逆行移位变换函数

e[（y+i）%4+i*4]=t[y];

MatrixToByte（unsignedchare[]）//列混合变换函数

intr,c;

for（c=0;

c<

4;

c++）

for（r=0;

r<

r++）

t[r]=e[r*4+c];

e[r*4+c]=FFmul（0x02,t[r]）

^FFmul（0x03,t[（r+1）%4]）

^FFmul（0x01,t[（r+2）%4]）

^FFmul（0x01,t[（r+3）%4]）;

inMatrixToByte（unsignedchare[]）//逆列混合变换函数

e[r*4+c]=FFmul（0x0e,t[r]）

^FFmul（0x0b,t[（r+1）%4]）

^FFmul（0x0d,t[（r+2）%4]）

^FFmul（0x09,t[（r+3）%4]）;

unsignedcharplaintext:

FFmul（unsignedchara,unsignedcharb）

unsignedcharbw[4];

unsignedcharres=0;

inti;

bw[0]=b;

for（i=1;

bw[i]=bw[i-1]<

<

1;

if（bw[i-1]&

0x80）

bw[i]^=0x1b;

for（i=0;

if（（a>

>

i）&

0x01）

res^=bw[i];

returnres;

KeyAdding（unsignedcharstate[16],unsignedchark[][4]）//轮密钥加

state[r+c*4]^=k[r][c];

KeyExpansion（unsignedchar*key,unsignedcharw[][4][4]）//密钥扩展

inti,j,r,c;

unsignedcharrc[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x1b,0x36};

for（r=0;

for（c=0;

w[0][r][c]=key[r+c*4];

i<

=10;

for（j=0;

unsignedchart[4];

for（r=0;

{

t[r]=jw[i][r][j-1]:

w[i-1][r][3];

}

if（j==0）

unsignedchartemp=t[0];

for（r=0;

3;

{

t[r]=sBox[t[（r+1）%4]];

}

t[3]=sBox[temp];

t[0]^=rc[i-1];

w[i][r][j]=w[i-1][r][j]^t[r];

~plaintext（）

#include<

//使用文件选取功能

unsignedcharw[11][4][4]={0};

intlen=0;

//图片每行需要加密的长度

voidCipher（）;

//加密图片

voidinCipher（）;

//解密图片

voidCipher（unsignedchara[]）

（len/16）;

for（intj=0;

b[j]=a[j+i*16];

plaintext:

KeyAdding（b,w[0]）;

for（intn=1;

n<

n++）

plaintext:

SubBytes（b）;

ShiftRows（b）;

if（n!

=10）plaintext:

MatrixToByte（b）;

KeyAdding（b,w[n]）;

for（intm=0;

m<

m++）

a[m+i*16]=b[m];

voidinCipher（unsignedchara[]）{

（len/16）;

KeyAdding（b,w[10]）;

for（intn=9;

n>

=0;

n--）

inShiftRows（b）;

inSubBytes（b）;

if（n）plaintext:

inMatrixToByte（b）;

boolImageCopy（constCImage&

srcImage,CImage&

destImage）

inti,j;

//循环变量

if（））

returnFALSE;

//源图像参数

BYTE*srcPtr=（BYTE*）（）;

intsrcBitsCount=（）;

intsrcWidth=（）;

intsrcHeight=（）;

intsrcPitch=（）;

//销毁原有图像

if（!

（））

（）;

//创建新图像

if（srcBitsCount==32）//支持alpha通道

（srcWidth,srcHeight,srcBitsCount,1）;

else

（srcWidth,srcHeight,srcBitsCount,0）;

BYTE*destPtr=（BYTE*）（）;

intdestPitch=（）;

len=abs（srcPitch）;

srcHeight;

Cipher（srcPtr+i*srcPitch）;

//复制图像数据

memcpy（destPtr+i*destPitch,srcPtr+i*srcPitch,abs（srcPitch））;

returnTRUE;

boolinImageCopy（constCImage&

len=abs（srcPitch）;

inCipher（srcPtr+i*srcPitch）;

intmain（）

unsignedcharkey[16]={//固定密钥

0x77,0x59,0xc5,0xa4,

0x55,0x90,0xa4,0xa3,

0xb2,0xcc,0x01,0xa9,

0xcb,0xac,0x77,0x23};

plaintext:

KeyExpansion（key,w）;

TCHARszBuffer[MAX_PATH]={0};

OPENFILENAMEofn={0};

=sizeof（ofn）;

//=m_hWnd;

=_T（"

）;

//要选择的文件后缀

D:

\\"

//默认的文件路径

=szBuffer;

//存放文件的缓冲区

=sizeof（szBuffer）/sizeof（*szBuffer）;

=0;

=OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_EXPLORER;

//标志如果是多选要加上OFN_ALLOWMULTISELECT

BOOLbSel=GetOpenFileName（&

ofn）;

CImageimage,image2,image3;

//读取图片

（szBuffer）;

ImageCopy（image,image2）;

（"

e:

/"

inImageCopy（image2,image3）;

system（"

pause"

本数据记录

和计算

运行程序，出现选择图片界面

加密结束

原图片加密图片解密图片

结论

（结果）

根据结果显示，程序成功的实现了对图片的加密，得到的加密后的结果仍然为图片，并成功地的解密得到了正确的解密后的图片。

小结

通过本次试验，成功的完成了对AES密码算法的初步编写，了解了AES算法的工作原理。

对于图片加密方面，掌握了新的调用图片的方法，使用头文件大大简化了c++中对图片调用的难度。

同时在文件读取方面使用了头文件，使得程序在使用上更加方便。

指导老师评议

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