AES加密算法的C语言实现和改进

论文总字数：19391字

目 录

摘要..........................................................................3

1. 绪论.................................................................5

1.1 题目背景.................................................................5

1.2 AES算法的数学基础........................................................5

1.3 AES算法原理..............................................................6

1. AES算法的C语言实现............................................9

2.1 计算加密文件数据的字节数目...............................................9

2.2 加密轮变换的第一个模块字节替换的实现.....................................9

2.3 加密轮变换的第二个模块行移位的实现.......................................9

2.4 加密轮变换的第三个模块列混合变换的实现..................................10

2.5 加密轮变换的第四个模块轮密钥加的实现....................................10

2.6 密钥扩展的实现..........................................................11

2.7 AES解密算法逆字节替换实现...............................................12

2.8 AES解密算法逆行移位实现..................................................13

2.9 AES解密算法列混合变换实现................................................13

2.10 AES解密算法逆轮密钥加...................................................13

2.11 具体加密的实现实例.....................................................14

1. AES算法的改进...................................................16

3.1 思路一 AES算法解密过程结构改进..........................................16

3.2 思路二 轮函数四部分整合进...............................................17

3.3 思路三 扩展密钥生成算法的改进...........................................17

3.4 思路四 扩展密钥生成算法的另一种改进.....................................19

3.5 思路五 扩展密钥生成后使用顺序的改进.....................................19

1. AES算法改进思路的可行性分析.................................21

4.1 对于解密过程结构的改进..................................................21

4.2 对于轮函数行移位和列混合变换的整合改进..................................21

4.3 对于AES加密算法扩展密钥生成的改进.......................................21

4.4 对于AES加密算法扩展密钥生成之后使用顺序的改进...........................21

1. 总结................................................................22

参考文献....................................................................22

致谢.........................................................................24

AES加密算法的C语言实现与改进

李英硕

,China

Abstract:No matter from which aspect of information are very important social resources. Today's era is in the information age, whether it is a great to the country's political culture, military secrets, and foreign exchange, or a small to a normal family schedule and position of handing and information has a very close connection, the institute of commercial society, the advancement of technology and the ascent of the manufacture technology of the intimate contact with the same information .At ordinary time, there is not just more than enjoy the great convenience of information network, there are many more invisible security issues. In today's era, information security has become a huge challenge to global it and the information security, national prosperity of our country have a great relationship. So the understanding of the encryption algorithm and improved can strengthen our awareness of information security.

The studying of this paper, and the principle of AES encryption algorithm and there may be improved, and the various statements in C language to achieve encryption decryption of AES algorithm, and run a program as an example, the encryption process were discussed, the principle and rationality of the statements to realize the optimization of the wheel in the process of AES encryption function, accelerate the encryption speed, then the improved method is feasible to implement the analysis and discussion.

Key words:AES algorithm;Encryption;Decryption;Wheel function;Improve

第一章 绪论

1.1题目背景

当今社会正处于信息时代，任何一个国家的对外与对内因素都与信息这一要素有着密切的关系，经济的发展、科学的进步和技术的革新也同样离不开信息。计算技术和网络技术的发展的非常迅速，这使得电子商务、电子政务、电子银行等便利设施成为了真实存在的东西，这些设施使我们的生活和工作变得更加方便与迅捷。然而，我们在享受并使用着信息网络带来的巨大效率提升的时候，同样有着对信息是否安全的顾虑。信息是否安全早已成为全球性的困难，它与我们国家的经济状况，政治状况和最基本的民族民生有着密不可分的联系。这之后就是产生了密码学这一关键的理论和技术，密码学在信息安全的领域有着相当超然的位置。密码学的最终目的是研究和探讨如何保证信息完全不被泄露，使信息越来越安全。在密码学的进步历史中，早在公元前1900年左右，在埃及就有官吏在碑文中用非标准的象形文字，这应该是最早的密码术实例。到后来的美索不达米亚，希伯来人，以及希腊人，都有加密技术的影子，并且原理越来越精密^【1】。

到了公元后1949年，C.Shannon对全社会发表了“保密系统的通信理论”，以此为引建立了密码学的理论基础，至此密码学开始正式的成为了一门科学。美国在征集了许多候选算法之后，最终在许多非常成熟且安全的算法中选出了Rijndael算法作为DES算法之后的数据加密标准。AES算法根据的是有限域理论及有限环数学理论基础非常扎实可靠，算法的不确定性很好，能够以非常精密的算法将明文信息转化为密文信息，并且可以于此同时保证算法的可逆，可以解密出密文。在实现加密和解密需求上完成度很高。

1.2AES算法的数学基础

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