AES加密算法实验报告.docx

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1、实 验 报 告 _专业： _第 10 周课程名称密码学与网络安全实验课时实验项目AES加密算法实验时间实验目的完成AES加密算法,实现图片加密与解密,并将加密后的结果以图片格式保存.实验环境PC机,Windows7操作系统,Visual C+ 6.0实验内容算法、程序、步骤和方法一、 简介美国国家标准技术研究所在2001年发布了高级加密标准AES.AES是一个对称加密算法,旨在取代DES成为广泛使用的标准.AES中的所有运算都是在8为的字节上运行的.特别饿,加减乘除算术都是在有限域GF上运行的.二、 程序特点本次试验中要求对图片进行加密与解密,并将加密结果以图片格式进行保存.因此为了实现对图片

2、的调度与保存,使用头文件atlimage.h进行对图片的操作,实现对图片的像素读取,图片的保存.在程序运行读取需要加密的图片时,需要进行图片的选取,本次实验中使用在弹窗中选取文件的方式,使用头文件mdlg.h来实现在文件夹中选择需要的文件的选取.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cryptograph.h#include#includeclassplaintextpublic:plaintext;stat

3、icvoid createplaintext;staticvoid SubBytes;staticvoid inSubBytes;staticvoid ShiftRows;staticvoid inShiftRows;staticvoid MatrixToByte;staticvoid inMatrixToByte;staticunsignedchar FFmul;staticvoid KeyAdding;staticvoid KeyExpansion;plaintext;private:;cryptograph.cpp#includecryptography.husingnamespace

4、std;staticunsignedchar sBox = ;/定义加密S盒/unsignedchar insBox256 =;/定义解密S盒plaintext:plaintextvoidplaintext:createplaintext/创建明文int i = 0;unsignedint p16;for int j = 0; jif break;for ; ipi = ai;ai = ai + 16;voidplaintext:SubBytes/字节变换函数unsignedchar b16;for int i = 0; ibi = sBoxpi;voidplaintext:inSubByte

5、s/逆字节变换函数unsignedchar b16;for int i = 0; ibi = insBoxpi;voidplaintext:ShiftRows/行移位变换函数unsignedchar t4;for int i = 1; ifor int x = 0; xtx = ex + i * 4;for int y = 0; ye % 4 + i * 4 = ty;voidplaintext:inShiftRows/逆行移位变换函数unsignedchar t4;for int i = 1; ifor int x = 0; xtx = ex + i * 4;for int y = 0; y

6、e % 4 + i * 4 = ty;voidplaintext:MatrixToByte/列混合变换函数unsignedchar t4;int r, c;for c = 0; cfor r = 0; rtr = er * 4 + c;for r = 0; rer * 4 + c = FFmul FFmul0x03, t % 4 FFmul0x01, t % 4 FFmul0x01, t % 4;voidplaintext:inMatrixToByte/逆列混合变换函数unsignedchar t4;int r, c;for c = 0; cfor r = 0; rtr = er * 4 +

7、c;for r = 0; rer * 4 + c = FFmul FFmul0x0b, t % 4 FFmul0x0d, t % 4 FFmul0x09, t % 4;unsignedcharplaintext:FFmulunsignedchar bw4;unsignedchar res = 0;int i;bw0 = b;for i = 1; ibwi = bwi - 1 1;if bwi = 0x1b;for i = 0; iif i & 0x01res = bwi;return res;voidplaintext:KeyAdding/轮密钥加int r, c;for c = 0; cfo

8、r r = 0; rstater + c * 4 = krc;voidplaintext:KeyExpansion/密钥扩展int i, j, r, c;unsignedchar rc = 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1b, 0x36 ;for r = 0; rfor c = 0; cw0rc = keyr + c * 4;for i = 1; i for j = 0; junsignedchar t4;for r = 0; rtr = j ? wirj - 1 : wi - 1r3;if unsignedchar tem

9、p = t0;for r = 0; rtr = sBoxt % 4;t3 = sBoxtemp;t0 = rci - 1;for r = 0; rwirj = wi - 1rj tr;plaintext:plaintextmain.cpp#include#include#include/使用文件选取功能#includecryptography.husingnamespace std;unsignedchar w1144 = 0 ;int len = 0;/图片每行需要加密的长度void Cipher;/加密图片void inCipher;/解密图片void Cipherunsignedchar

10、 b16;for int i = 0; i ; i+for int j = 0; jbj = aj + i * 16;plaintext:KeyAdding;for int n = 1; n plaintext:SubBytes;plaintext:ShiftRows;if plaintext:MatrixToByte;plaintext:KeyAdding;for int m = 0; mam + i * 16 = bm;void inCipherunsignedchar b16;for int i = 0; i ; i+for int j = 0; jbj = aj + i * 16;pl

11、aintext:KeyAdding;for = 0; n-plaintext:inShiftRows;plaintext:inSubBytes;plaintext:KeyAdding;if plaintext:inMatrixToByte;for int m = 0; mam + i * 16 = bm;bool ImageCopyint i, j;/循环变量if srcImage.IsNullreturnFALSE;/源图像参数BYTE* srcPtr = srcImage.GetBits;int srcBitsCount = srcImage.GetBPP;int srcWidth = s

12、rcImage.GetWidth;int srcHeight = srcImage.GetHeight;int srcPitch = srcImage.GetPitch;/销毁原有图像if !destImage.IsNulldestImage.Destroy;/创建新图像if /支持alpha通道destImage.Create;elsedestImage.Create;BYTE *destPtr = destImage.GetBits;int destPitch = destImage.GetPitch;len=abs;for int i = 0; iCipher;/复制图像数据for i

13、= 0; imemcpydestPtr + i*destPitch, srcPtr + i*srcPitch, abs;returnTRUE;bool inImageCopyint i, j;/循环变量if srcImage.IsNullreturnFALSE;/源图像参数BYTE* srcPtr = srcImage.GetBits;int srcBitsCount = srcImage.GetBPP;int srcWidth = srcImage.GetWidth;int srcHeight = srcImage.GetHeight;int srcPitch = srcImage.GetP

14、itch;/销毁原有图像if !destImage.IsNulldestImage.Destroy;/创建新图像if /支持alpha通道destImage.Create;elsedestImage.Create;BYTE *destPtr = destImage.GetBits;int destPitch = destImage.GetPitch;len = abs;for int i = 0; iinCipher;/复制图像数据for i = 0; imemcpydestPtr + i*destPitch, srcPtr + i*srcPitch, abs;returnTRUE;int m

15、ainunsignedchar key16 = /固定密钥0x77, 0x59, 0xc5, 0xa4,0x55, 0x90, 0xa4, 0xa3,0xb2, 0xcc, 0x01, 0xa9,0xcb, 0xac, 0x77, 0x23 ;plaintext:KeyExpansion;TCHAR szBufferMAX_PATH = 0 ;/使用文件选取功能OPENFILENAME ofn = 0 ;ofn.lStructSize = sizeof;/ofn.hwndOwner = m_hWnd;ofn.lpstrFilter = _T;/要选择的文件后缀ofn.lpstrInitialD

16、ir = _T;/默认的文件路径ofn.lpstrFile = szBuffer;/存放文件的缓冲区ofn.nMaxFile = sizeof / sizeof;ofn.nFilterIndex = 0;ofn.Flags = OFN_PATHMUSTEXIST | OFN_FILEMUSTEXIST | OFN_EXPLORER;/标志如果是多选要加上OFN_ALLOWMULTISELECT BOOL bSel = GetOpenFileName;CImage image, image2, image3;/读取图片image.Load;ImageCopy;image2.Save;inImageCopy;image3.Save;system;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atlimage.h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mdlg.h,使得程序在使用上更加方便.指导老师评 议 成绩评定： 指导教师签名：