C++实现AES加密算法及源码展示

AES加密算法是目前广泛使用的对称加密算法之一，全称为高级加密标准（Advanced Encryption Standard）。对称加密算法是指加密和解密使用相同密钥的加密方式。AES算法因其高安全性、效率和对称密钥的简洁性，被美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年选为替代DES算法的新标准。 ### AES加密算法的原理 AES加密过程主要涉及以下几个步骤： 1. **密钥扩展（Key Expansion）**：将原始密钥转换为多个轮密钥。 2. **初始轮（Initial Round）**：将原始数据与第一个轮密钥进行异或操作。 3. **若干轮处理（Number of Rounds）**：数据会经过多个轮次的加密处理，每一轮包括四个步骤： - **字节替换（SubBytes）**：使用一个特定的替换表（S-box）对数据块中的每个字节进行替换。 - **行移位（ShiftRows）**：将数据块的行进行循环移位操作。 - **列混淆（MixColumns）**：对数据块中的列进行线性变换。 - **轮密钥加（AddRoundKey）**：将数据块与轮密钥进行异或操作。 4. **最终轮（Final Round）**：最后一轮不进行列混淆操作，只包括字节替换、行移位和轮密钥加。 ### C++实现AES加密算法 在C++中实现AES加密算法需要理解其数学原理和数据操作。使用C++实现时，通常会涉及到以下方面： - **数据类型定义**：定义字节、数据块等基本数据结构。 - **S-box的设计**：替换表是字节替换步骤的核心，需要预先定义好。 - **密钥扩展函数**：生成所有轮次所需的轮密钥。 - **SubBytes函数**：实现字节替换逻辑。 - **ShiftRows函数**：实现行移位逻辑。 - **MixColumns函数**：实现列混淆逻辑，这一操作较为复杂，涉及到矩阵运算。 - **AddRoundKey函数**：实现与轮密钥的异或操作。 - **加密和解密过程**：整合以上步骤按照AES算法的要求进行数据的加密和解密。 ### 文件列表解析 在给定的文件名称列表中，我们可以看到以下几个文件可能是与AES加密算法实现相关的： - **AES.cpp**：这个文件很可能是包含AES算法实现核心代码的地方。 - **TestAESCipher.cpp**：这个文件可能是包含了测试用例的代码文件，用于验证AES算法的正确性。 - **AES.h**：这个文件可能包含了AES算法的接口声明，以及相关的数据结构和函数声明。 - **StdAfx.cpp/.h**：这些文件通常是预编译头文件，用于加速编译过程。 - **TestAESCipher.dsp/.dsw**：这些是Microsoft Visual Studio项目文件，用于定义项目设置和编译环境。 - **TestAESCipher.exe**：这是一个可执行文件，可能是由TestAESCipher.cpp编译生成的测试程序。 - **TestAESCipher.ncb**和**TestAESCipher.opt**：这些可能是Visual Studio的项目缓存文件和配置文件。 ### 总结 综上所述，实现一个功能完整的AES加密算法需要深入理解其加密原理，并且在C++中精确实现每一部分的逻辑。通过项目文件列表可以推断出，该项目是一个相对完整的AES加密算法实现，包括了算法核心代码、测试用例、预编译头文件、编译项目文件和测试程序。对于开发者来说，参考这样的源码能够更深入地学习加密算法的实现细节，并将其应用到实际的软件开发中。