AES-Cpp

一、注意

不是彻头彻尾的 C++，不妨说是 C 风格的 "C++"；
MixColumns 使用了快速软件实现算法；
暂时只有加密，没有解密；
仅支持 128 位；
极短时间内完成，必然存在各种各样的差错...

1. C 风格的 C++

从文件类型角度，看起来是用 C++ 实现的 AES。

但是实际上只是使用了 C++ 标准库 中两个容器类模板：vector, bitset。

2. MixColumns

最终效果相同，但不是手写的有限域乘法。

如果是作有限域乘法，具体体现在代码中存在一个 Matrix，或者直接写出有限域乘法后的情形。

这里的算法如下所示：

FieldMult(x):

    x = { a_7,a_6,a_5,a_4,a_3,a_2,a_1,a_0 }
    t = a_7
    y = { a_6,a_5,a_4,a_3,a_2,a_1,a_0, 0 }
    y = y ^ 00011011 if t == 1 else y

    return y


MixColumns(c):

    for i <- 0 to 3 do x_j <- s_1_c:
        s_0_c = x_1 ^ x_2 ^ x_3,    s_1_c = x_0 ^ x_2 ^ x_3,
        s_2_c = x_0 ^ x_1 ^ x_3,    s_3_c = x_0 ^ x_1 ^ x_2,

        x_0 = FieldMult(x_0),    x_1 = FieldMult(x_1),
        x_2 = FieldMult(x_2),    x_3 = FieldMult(x_3),

        s_0_c = s_0_c ^ x_0 ^ x_1,    s_1_c = s_1_c ^ x_1 ^ x_2,
        s_2_c = s_2_c ^ x_2 ^ x_3,    s_3_c = s_3_c ^ x_3 ^ x_0,

    return { s_0, s_1, s_2, s_3 }

3. 没有解密和仅支持 128 位

太懒了，以后再说。

二、使用

太懒了，就只有个简单的 main 函数，并且这个 main 函数仅仅支持给定 128 bits 长的密钥和明文加密。

根本不存在什么填充。

具体使用，只要直接 make 就行了，之后自会产生一个文件到 ./bin 路径中。（如果不进行修改的话，是这样。如果修改了，那么就要自己写 makefile 了...）

三、实际

1. 在功能上

这个在密码学角度肯定是干什么都不行的。

但是这点代码实际上是用来描述 AES Rijndael Cipher explained as a Flash animation 这个 flash 动画中的流程的。

也就是说，flash 中有的，我都实现了；没有的，我一点都没做。（也就是解密、128 bits 以外加密和密钥编排...）

其实实现 flash 动画中的过程非常简单。但是我在过程中一直尝试写 在符合人类审美的基础上尽量简短 的代码，这花费了很多时间。如果说一共用了 4 个小时，那么花在这上面的时间就得有 2 个小时。

2. 在目的上

无论是给出的 flash，还是所谓的 快速软件算法，都是 同济大学 2019-2020 春季学期现代密码学课程设计 题目的一部分。

题目上要求使用 DES 产生随机数，用 AES 加解密文件，用 RSA 进行密钥协商。

但是我 DES 写的不好，AES 没实现完整，也就 RSA 部分还能看。而且写了很久都没有个结果。

这次虽然实现的也不完整，只写了很小一部分。但不妨说是一个晚上的 “赎罪” 吧。