C语言实现AES算法

AES加密算法流程图如下图所示：

明文P：未加密的原始数据；密钥K：加密原始数据密码，对称算法中，加密与解密所需的密钥相同，该密钥不能直接进行传输，否则会造成密钥泄露；常规的做法是使用非对称算法对密钥进行加密之后再进行传输。

AES加密函数：加密函数将传入的密钥K与明文P进行处理，之后生成一个被加密的信息密文C。

密文C：经过密钥加密后的数据。

AES解密函数：解密函数将传入的密钥K与密文C进行处理，之后生成一个没有加密的明文P。

代码部分讲解：

AES算法相关接口在AES.h内，主要的接口：

uint8_t *aes_init(size_t key_size);
void aes_key_expansion(uint8_t *key, uint8_t *w);
void aes_inv_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);
void aes_cipher(uint8_t *in, uint8_t *out, uint8_t *w);

aes_init()函数作用：初始化aes变量，创建扩展密钥所需要的内存
key_size：扩展密钥所需内存大小

aes_key_expansion()作用：创建扩展密钥
key：扩展密钥
w：扩展密钥内存首地址

aes_inv_cipher()作用：数据解密
in：输入加密的信息
out：输出解密后的信息
w：扩展密钥内存首地址

aes_cipher()作用：数据加密
in：输入未加密的信息
out：输出加密后的信息
w：扩展密钥内存首地址

代码实现例程如下：

int main() {
    uint8_t i = 0;
    /* 256 bit key */
    uint8_t key[] = {
        0x00, 0x01, 0x02, 0x03,
        0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
        0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b,
        0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f,
        0x10, 0x11, 0x12, 0x13,
        0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
        0x18, 0x19, 0x1a, 0x1b,
        0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f};
    uint8_t in[] = {
        0x00, 0x11, 0x22, 0x33,
        0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
        0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb,
        0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff};
    uint8_t out[16];
    uint8_t *w = NULL;

    w = aes_init(sizeof(key));
    aes_key_expansion(key, w);
    printf("Plaintext message:n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    aes_cipher(in, out, w);
    printf("Ciphered message:n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", out[4*i+0], out[4*i+1], out[4*i+2], out[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    aes_inv_cipher(out, in, w);
    printf("Original message (after inv cipher):n");
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%02x %02x %02x %02x ", in[4*i+0], in[4*i+1], in[4*i+2], in[4*i+3]);
    }
    printf("n");
    free(w);
    return 0;
}