AES加密算法的C++实现

来源:互联网 发布:淘宝客服的快捷用语 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 14:39

一、AES 介绍

AES(高级加密标准,Advanced Encryption Standard),在密码学中又称 Rijndael 加密法,是美国联邦政府采用的一种分组加密标准。这个标准用来替代原先的 DES,目前已经广为全世界所使用,成为对称密钥算法中最流行的算法之一。

在 AES 出现之前,最常用的对称密钥算法是 DES 加密算法,它在 1977 年被公布成为美国政府的商用加密标准。DES 的主要问题是密钥长度较短,渐渐不适合于分布式开放网络对数据加密安全性的要求。因此,1998年美国政府决定不再继续延用 DES 作为联邦加密标准,并发起了征集 AES 候选算法的活动。征集活动对 AES 的基本要求是: 比三重DES快、至少与三重DES一样安全、数据分组长度为128比特、密钥长度为128/192/256比特。

经过三年多的甄选,比利时的密码学家所设计的 Rijndael 算法最终脱颖而出,成为新一代的高级加密标准,并于 2001 年由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布于 FIPS PUB 197。


二、AES 算法原理

AES算法(即 Rijndael 算法)是一个对称分组密码算法。数据分组长度必须是 128 bits,使用的密钥长度为 128,192  256 bits。对于三种不同密钥长度的 AES 算法,分别称为“AES-128”、“AES-192”、“AES-256”。(Rijndael 的设计还可以处理其它的分组长度和密钥长度,但 AES 标准中没有采用)

下图是 AES 加密解密的整体流程图:


这里我们需要知道3个符号:Nb—— 状态 State 包含的列(32-bit 字)的个数,也就是说 Nb=4;Nk—— 密钥包含的 32-bit 字的个数,也就是说 Nk=4,6 或 8;Nr—— 加密的轮数,对于不同密钥长度,轮数不一样,具体如下图所示:


下面分为密钥扩展、分组加密、分组解密三个部分来讲 AES 算法,我会尽可能地简明扼要,若还有不懂的,请自行 Google。

1)密钥扩展

AES 算法通过密钥扩展程序(Key Expansion)将用户输入的密钥 K 扩展生成 Nb(Nr+1)个字,存放在一个线性数组w[Nb*(Nr+1)]中。具体如下:

  1. 位置变换函数RotWord(),接受一个字 [a0, a1, a2, a3] 作为输入,循环左移一个字节后输出 [a1, a2, a3, a0]。

  2. S盒变换函数SubWord(),接受一个字 [a0, a1, a2, a3] 作为输入。S盒是一个16x16的表,其中每一个元素是一个字节。对于输入的每一个字节,前四位组成十六进制数 x 作为行号,后四位组成的十六进制数 y 作为列号,查找表中对应的值。最后函数输出 4 个新字节组成的 32-bit 字。

  3. 轮常数Rcon[],如何计算的就不说了,直接把它当做常量数组。

  4. 扩展密钥数组w[]的前 Nk 个元素就是外部密钥 K,以后的元素w[i]等于它前一个元素w[i-1]与前第 Nk 个元素w[i-Nk]的异或,即w[i] = w[i-1] XOR w[i-Nk];但若 i 为 Nk 的倍数,则w[i] = w[i-Nk] XOR SubWord(RotWord(w[i-1])) XOR Rcon[i/Nk-1]

注意,上面的第四步说明适合于 AES-128 和 AES-192,详细的伪代码如下:

密钥扩展程序的 C++ 代码(AES-128):

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <iostream>  
  2. #include <bitset>  
  3. using namespace std;   
  4. typedef bitset<8> byte;  
  5. typedef bitset<32> word;  
  6.   
  7. const int Nr = 10;  // AES-128需要 10 轮加密  
  8. const int Nk = 4;   // Nk 表示输入密钥的 word 个数  
  9.   
  10. byte S_Box[16][16] = {  
  11.     {0x63, 0x7C, 0x77, 0x7B, 0xF2, 0x6B, 0x6F, 0xC5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2B, 0xFE, 0xD7, 0xAB, 0x76},  
  12.     {0xCA, 0x82, 0xC9, 0x7D, 0xFA, 0x59, 0x47, 0xF0, 0xAD, 0xD4, 0xA2, 0xAF, 0x9C, 0xA4, 0x72, 0xC0},  
  13.     {0xB7, 0xFD, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3F, 0xF7, 0xCC, 0x34, 0xA5, 0xE5, 0xF1, 0x71, 0xD8, 0x31, 0x15},  
  14.     {0x04, 0xC7, 0x23, 0xC3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9A, 0x07, 0x12, 0x80, 0xE2, 0xEB, 0x27, 0xB2, 0x75},  
  15.     {0x09, 0x83, 0x2C, 0x1A, 0x1B, 0x6E, 0x5A, 0xA0, 0x52, 0x3B, 0xD6, 0xB3, 0x29, 0xE3, 0x2F, 0x84},  
  16.     {0x53, 0xD1, 0x00, 0xED, 0x20, 0xFC, 0xB1, 0x5B, 0x6A, 0xCB, 0xBE, 0x39, 0x4A, 0x4C, 0x58, 0xCF},  
  17.     {0xD0, 0xEF, 0xAA, 0xFB, 0x43, 0x4D, 0x33, 0x85, 0x45, 0xF9, 0x02, 0x7F, 0x50, 0x3C, 0x9F, 0xA8},  
  18.     {0x51, 0xA3, 0x40, 0x8F, 0x92, 0x9D, 0x38, 0xF5, 0xBC, 0xB6, 0xDA, 0x21, 0x10, 0xFF, 0xF3, 0xD2},  
  19.     {0xCD, 0x0C, 0x13, 0xEC, 0x5F, 0x97, 0x44, 0x17, 0xC4, 0xA7, 0x7E, 0x3D, 0x64, 0x5D, 0x19, 0x73},  
  20.     {0x60, 0x81, 0x4F, 0xDC, 0x22, 0x2A, 0x90, 0x88, 0x46, 0xEE, 0xB8, 0x14, 0xDE, 0x5E, 0x0B, 0xDB},  
  21.     {0xE0, 0x32, 0x3A, 0x0A, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5C, 0xC2, 0xD3, 0xAC, 0x62, 0x91, 0x95, 0xE4, 0x79},  
  22.     {0xE7, 0xC8, 0x37, 0x6D, 0x8D, 0xD5, 0x4E, 0xA9, 0x6C, 0x56, 0xF4, 0xEA, 0x65, 0x7A, 0xAE, 0x08},  
  23.     {0xBA, 0x78, 0x25, 0x2E, 0x1C, 0xA6, 0xB4, 0xC6, 0xE8, 0xDD, 0x74, 0x1F, 0x4B, 0xBD, 0x8B, 0x8A},  
  24.     {0x70, 0x3E, 0xB5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xF6, 0x0E, 0x61, 0x35, 0x57, 0xB9, 0x86, 0xC1, 0x1D, 0x9E},  
  25.     {0xE1, 0xF8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xD9, 0x8E, 0x94, 0x9B, 0x1E, 0x87, 0xE9, 0xCE, 0x55, 0x28, 0xDF},  
  26.     {0x8C, 0xA1, 0x89, 0x0D, 0xBF, 0xE6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2D, 0x0F, 0xB0, 0x54, 0xBB, 0x16}  
  27. };  
  28.   
  29. // 轮常数,密钥扩展中用到。(AES-128只需要10轮)  
  30. word Rcon[10] = {0x01000000, 0x02000000, 0x04000000, 0x08000000, 0x10000000,   
  31.                  0x20000000, 0x40000000, 0x80000000, 0x1b000000, 0x36000000};  
  32.   
  33. /** 
  34.  * 将4个 byte 转换为一个 word. 
  35.  */  
  36. word Word(byte& k1, byte& k2, byte& k3, byte& k4)  
  37. {  
  38.     word result(0x00000000);  
  39.     word temp;  
  40.     temp = k1.to_ulong();  // K1  
  41.     temp <<= 24;  
  42.     result |= temp;  
  43.     temp = k2.to_ulong();  // K2  
  44.     temp <<= 16;  
  45.     result |= temp;  
  46.     temp = k3.to_ulong();  // K3  
  47.     temp <<= 8;  
  48.     result |= temp;  
  49.     temp = k4.to_ulong();  // K4  
  50.     result |= temp;  
  51.     return result;  
  52. }  
  53.   
  54. /** 
  55.  *  按字节 循环左移一位 
  56.  *  即把[a0, a1, a2, a3]变成[a1, a2, a3, a0] 
  57.  */  
  58. word RotWord(word& rw)  
  59. {  
  60.     word high = rw << 8;  
  61.     word low = rw >> 24;  
  62.     return high | low;  
  63. }  
  64.   
  65. /** 
  66.  *  对输入word中的每一个字节进行S-盒变换 
  67.  */  
  68. word SubWord(word& sw)  
  69. {  
  70.     word temp;  
  71.     for(int i=0; i<32; i+=8)  
  72.     {  
  73.         int row = sw[i+7]*8 + sw[i+6]*4 + sw[i+5]*2 + sw[i+4];  
  74.         int col = sw[i+3]*8 + sw[i+2]*4 + sw[i+1]*2 + sw[i];  
  75.         byte val = S_Box[row][col];  
  76.         for(int j=0; j<8; ++j)  
  77.             temp[i+j] = val[j];  
  78.     }  
  79.     return temp;  
  80. }  
  81.   
  82. /** 
  83.  *  密钥扩展函数 - 对128位密钥进行扩展得到 w[4*(Nr+1)] 
  84.  */   
  85. void KeyExpansion(byte key[4*Nk], word w[4*(Nr+1)])  
  86. {  
  87.     word temp;  
  88.     int i = 0;  
  89.     // w[]的前4个就是输入的key  
  90.     while(i < Nk)   
  91.     {  
  92.         w[i] = Word(key[4*i], key[4*i+1], key[4*i+2], key[4*i+3]);  
  93.         ++i;  
  94.     }  
  95.   
  96.     i = Nk;  
  97.   
  98.     while(i < 4*(Nr+1))  
  99.     {  
  100.         temp = w[i-1]; // 记录前一个word  
  101.         if(i % Nk == 0)  
  102.             w[i] = w[i-Nk] ^ SubWord(RotWord(temp)) ^ Rcon[i/Nk-1];  
  103.         else   
  104.             w[i] = w[i-Nk] ^ temp;  
  105.         ++i;  
  106.     }  
  107. }  
  108.   
  109. int main()  
  110. {  
  111.     byte key[16] = {0x2b, 0x7e, 0x15, 0x16,   
  112.                     0x28, 0xae, 0xd2, 0xa6,   
  113.                     0xab, 0xf7, 0x15, 0x88,   
  114.                     0x09, 0xcf, 0x4f, 0x3c};  
  115.   
  116.     word w[4*(Nr+1)];  
  117.   
  118.     cout << "KEY IS: ";  
  119.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  120.         cout << hex << key[i].to_ulong() << " ";  
  121.     cout << endl;  
  122.   
  123.     KeyExpansion(key, w);  
  124.     // 测试  
  125.     for(int i=0; i<4*(Nr+1); ++i)  
  126.         cout << "w[" << dec << i << "] = " << hex << w[i].to_ulong() << endl;  
  127.   
  128.     return 0;  
  129. }  

测试输出结果:


2)加密

根据 AES 加密的整体流程图(本文开头),伪代码如下:


从伪代码描述中可以看出,AES 加密时涉及到的子程序有SubBytes()ShiftRows()MixColumns()AddRoundKey()。下面我们一个一个进行介绍:

① S盒变换-SubBytes()

在密钥扩展部分已经讲过了,S盒是一个 16 行 16 列的表,表中每个元素都是一个字节。S盒变换很简单:函数SubBytes()接受一个 4x4 的字节矩阵作为输入,对其中的每个字节,前四位组成十六进制数 x 作为行号,后四位组成的十六进制数 y 作为列号,查找表中对应的值替换原来位置上的字节。

② 行变换-ShiftRows()

行变换也很简单,它仅仅是将矩阵的每一行以字节为单位循环移位:第一行不变,第二行左移一位,第三行左移两位,第四行左移三位。如下图所示:


③ 列变换-MixColumns()

函数MixColumns()同样接受一个 4x4 的字节矩阵作为输入,并对矩阵进行逐列变换,变换方式如下:


注意公式中用到的乘法是伽罗华域(GF,有限域)上的乘法,高级加密标准文档 fips-197 上有讲,如果还是不懂,请自行Google。


④ 与扩展密钥的异或-AddRoundKey()

扩展密钥只参与了这一步。根据当前加密的轮数,用w[]中的 4 个扩展密钥与矩阵的 4 个列进行按位异或。如下图:


好了,到这里 AES 加密的各个部分就讲完了。算法实现的 C++ 源码在文章后面第三部分。

3)解密

根据 AES 解密的整体流程图(本文开头),伪代码如下:


从伪代码可以看出,我们需要分别实现 S 盒变换、行变换和列变换的逆变换InvShiftRows()InvSubBytes()InvMixColumns()。下面就简单的讲一下这三个逆变换:

① 逆行变换-InvShiftRows()

上面讲到ShiftRows()是对矩阵的每一行进行循环左移,所以InvShiftRows()是对矩阵每一行进行循环右移。


② 逆 S 盒变换-InvSubBytes()

与 S 盒变换一样,也是查表,查表的方式也一样,只不过查的是另外一个置换表(S-Box的逆表)。

③ 逆列变换-InvMixColumns()

与列变换的方式一样,只不过计算公式的系数矩阵发生了变化。如下图:


好了,AES 解密到这里也讲完了。只要写出三个逆变换的函数,然后根据伪代码就很容易实现 AES 解密算法了。


三、C++实现

下面我用 C++ 实现 AES 的加密和解密算法,并实现了对文件的加密和解密。这里我使用 C++ STL 的bitset定义了两个类型:byteword。需要提到的是,对于有限域上的乘法,我们既可以通过查表(6个结果表),也可以写一个函数来实现。当然,查表的效率会更高,但考虑到贴代码,这里我就用一个函数来实现的。

下面是 AES-128 对一个 128 位数据加密和解密的源代码:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. /*************************************************************************   
  2.     > File Name: AES.cpp  
  3.     > Author: SongLee   
  4.     > E-mail: lisong.shine@qq.com   
  5.     > Created Time: 2014年12月12日 星期五 20时15分50秒   
  6.     > Personal Blog: http://songlee24.github.com   
  7.  ************************************************************************/   
  8. #include <iostream>  
  9. #include <bitset>  
  10. #include <string>  
  11. using namespace std;   
  12. typedef bitset<8> byte;  
  13. typedef bitset<32> word;  
  14.   
  15. const int Nr = 10;  // AES-128需要 10 轮加密  
  16. const int Nk = 4;   // Nk 表示输入密钥的 word 个数  
  17.   
  18. byte S_Box[16][16] = {  
  19.     {0x63, 0x7C, 0x77, 0x7B, 0xF2, 0x6B, 0x6F, 0xC5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2B, 0xFE, 0xD7, 0xAB, 0x76},  
  20.     {0xCA, 0x82, 0xC9, 0x7D, 0xFA, 0x59, 0x47, 0xF0, 0xAD, 0xD4, 0xA2, 0xAF, 0x9C, 0xA4, 0x72, 0xC0},  
  21.     {0xB7, 0xFD, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3F, 0xF7, 0xCC, 0x34, 0xA5, 0xE5, 0xF1, 0x71, 0xD8, 0x31, 0x15},  
  22.     {0x04, 0xC7, 0x23, 0xC3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9A, 0x07, 0x12, 0x80, 0xE2, 0xEB, 0x27, 0xB2, 0x75},  
  23.     {0x09, 0x83, 0x2C, 0x1A, 0x1B, 0x6E, 0x5A, 0xA0, 0x52, 0x3B, 0xD6, 0xB3, 0x29, 0xE3, 0x2F, 0x84},  
  24.     {0x53, 0xD1, 0x00, 0xED, 0x20, 0xFC, 0xB1, 0x5B, 0x6A, 0xCB, 0xBE, 0x39, 0x4A, 0x4C, 0x58, 0xCF},  
  25.     {0xD0, 0xEF, 0xAA, 0xFB, 0x43, 0x4D, 0x33, 0x85, 0x45, 0xF9, 0x02, 0x7F, 0x50, 0x3C, 0x9F, 0xA8},  
  26.     {0x51, 0xA3, 0x40, 0x8F, 0x92, 0x9D, 0x38, 0xF5, 0xBC, 0xB6, 0xDA, 0x21, 0x10, 0xFF, 0xF3, 0xD2},  
  27.     {0xCD, 0x0C, 0x13, 0xEC, 0x5F, 0x97, 0x44, 0x17, 0xC4, 0xA7, 0x7E, 0x3D, 0x64, 0x5D, 0x19, 0x73},  
  28.     {0x60, 0x81, 0x4F, 0xDC, 0x22, 0x2A, 0x90, 0x88, 0x46, 0xEE, 0xB8, 0x14, 0xDE, 0x5E, 0x0B, 0xDB},  
  29.     {0xE0, 0x32, 0x3A, 0x0A, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5C, 0xC2, 0xD3, 0xAC, 0x62, 0x91, 0x95, 0xE4, 0x79},  
  30.     {0xE7, 0xC8, 0x37, 0x6D, 0x8D, 0xD5, 0x4E, 0xA9, 0x6C, 0x56, 0xF4, 0xEA, 0x65, 0x7A, 0xAE, 0x08},  
  31.     {0xBA, 0x78, 0x25, 0x2E, 0x1C, 0xA6, 0xB4, 0xC6, 0xE8, 0xDD, 0x74, 0x1F, 0x4B, 0xBD, 0x8B, 0x8A},  
  32.     {0x70, 0x3E, 0xB5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xF6, 0x0E, 0x61, 0x35, 0x57, 0xB9, 0x86, 0xC1, 0x1D, 0x9E},  
  33.     {0xE1, 0xF8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xD9, 0x8E, 0x94, 0x9B, 0x1E, 0x87, 0xE9, 0xCE, 0x55, 0x28, 0xDF},  
  34.     {0x8C, 0xA1, 0x89, 0x0D, 0xBF, 0xE6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2D, 0x0F, 0xB0, 0x54, 0xBB, 0x16}  
  35. };  
  36.   
  37. byte Inv_S_Box[16][16] = {  
  38.     {0x52, 0x09, 0x6A, 0xD5, 0x30, 0x36, 0xA5, 0x38, 0xBF, 0x40, 0xA3, 0x9E, 0x81, 0xF3, 0xD7, 0xFB},  
  39.     {0x7C, 0xE3, 0x39, 0x82, 0x9B, 0x2F, 0xFF, 0x87, 0x34, 0x8E, 0x43, 0x44, 0xC4, 0xDE, 0xE9, 0xCB},  
  40.     {0x54, 0x7B, 0x94, 0x32, 0xA6, 0xC2, 0x23, 0x3D, 0xEE, 0x4C, 0x95, 0x0B, 0x42, 0xFA, 0xC3, 0x4E},  
  41.     {0x08, 0x2E, 0xA1, 0x66, 0x28, 0xD9, 0x24, 0xB2, 0x76, 0x5B, 0xA2, 0x49, 0x6D, 0x8B, 0xD1, 0x25},  
  42.     {0x72, 0xF8, 0xF6, 0x64, 0x86, 0x68, 0x98, 0x16, 0xD4, 0xA4, 0x5C, 0xCC, 0x5D, 0x65, 0xB6, 0x92},  
  43.     {0x6C, 0x70, 0x48, 0x50, 0xFD, 0xED, 0xB9, 0xDA, 0x5E, 0x15, 0x46, 0x57, 0xA7, 0x8D, 0x9D, 0x84},  
  44.     {0x90, 0xD8, 0xAB, 0x00, 0x8C, 0xBC, 0xD3, 0x0A, 0xF7, 0xE4, 0x58, 0x05, 0xB8, 0xB3, 0x45, 0x06},  
  45.     {0xD0, 0x2C, 0x1E, 0x8F, 0xCA, 0x3F, 0x0F, 0x02, 0xC1, 0xAF, 0xBD, 0x03, 0x01, 0x13, 0x8A, 0x6B},  
  46.     {0x3A, 0x91, 0x11, 0x41, 0x4F, 0x67, 0xDC, 0xEA, 0x97, 0xF2, 0xCF, 0xCE, 0xF0, 0xB4, 0xE6, 0x73},  
  47.     {0x96, 0xAC, 0x74, 0x22, 0xE7, 0xAD, 0x35, 0x85, 0xE2, 0xF9, 0x37, 0xE8, 0x1C, 0x75, 0xDF, 0x6E},  
  48.     {0x47, 0xF1, 0x1A, 0x71, 0x1D, 0x29, 0xC5, 0x89, 0x6F, 0xB7, 0x62, 0x0E, 0xAA, 0x18, 0xBE, 0x1B},  
  49.     {0xFC, 0x56, 0x3E, 0x4B, 0xC6, 0xD2, 0x79, 0x20, 0x9A, 0xDB, 0xC0, 0xFE, 0x78, 0xCD, 0x5A, 0xF4},  
  50.     {0x1F, 0xDD, 0xA8, 0x33, 0x88, 0x07, 0xC7, 0x31, 0xB1, 0x12, 0x10, 0x59, 0x27, 0x80, 0xEC, 0x5F},  
  51.     {0x60, 0x51, 0x7F, 0xA9, 0x19, 0xB5, 0x4A, 0x0D, 0x2D, 0xE5, 0x7A, 0x9F, 0x93, 0xC9, 0x9C, 0xEF},  
  52.     {0xA0, 0xE0, 0x3B, 0x4D, 0xAE, 0x2A, 0xF5, 0xB0, 0xC8, 0xEB, 0xBB, 0x3C, 0x83, 0x53, 0x99, 0x61},  
  53.     {0x17, 0x2B, 0x04, 0x7E, 0xBA, 0x77, 0xD6, 0x26, 0xE1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0C, 0x7D}  
  54. };  
  55.   
  56. // 轮常数,密钥扩展中用到。(AES-128只需要10轮)  
  57. word Rcon[10] = {0x01000000, 0x02000000, 0x04000000, 0x08000000, 0x10000000,   
  58.                  0x20000000, 0x40000000, 0x80000000, 0x1b000000, 0x36000000};  
  59.   
  60. /**********************************************************************/    
  61. /*                                                                    */    
  62. /*                              AES算法实现                           */    
  63. /*                                                                    */    
  64. /**********************************************************************/   
  65.   
  66. /******************************下面是加密的变换函数**********************/  
  67. /** 
  68.  *  S盒变换 - 前4位为行号,后4位为列号 
  69.  */  
  70. void SubBytes(byte mtx[4*4])  
  71. {  
  72.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  73.     {  
  74.         int row = mtx[i][7]*8 + mtx[i][6]*4 + mtx[i][5]*2 + mtx[i][4];  
  75.         int col = mtx[i][3]*8 + mtx[i][2]*4 + mtx[i][1]*2 + mtx[i][0];  
  76.         mtx[i] = S_Box[row][col];  
  77.     }  
  78. }  
  79.   
  80. /** 
  81.  *  行变换 - 按字节循环移位 
  82.  */  
  83. void ShiftRows(byte mtx[4*4])  
  84. {  
  85.     // 第二行循环左移一位  
  86.     byte temp = mtx[4];  
  87.     for(int i=0; i<3; ++i)  
  88.         mtx[i+4] = mtx[i+5];  
  89.     mtx[7] = temp;  
  90.     // 第三行循环左移两位  
  91.     for(int i=0; i<2; ++i)  
  92.     {  
  93.         temp = mtx[i+8];  
  94.         mtx[i+8] = mtx[i+10];  
  95.         mtx[i+10] = temp;  
  96.     }  
  97.     // 第四行循环左移三位  
  98.     temp = mtx[15];  
  99.     for(int i=3; i>0; --i)  
  100.         mtx[i+12] = mtx[i+11];  
  101.     mtx[12] = temp;  
  102. }  
  103.   
  104. /** 
  105.  *  有限域上的乘法 GF(2^8) 
  106.  */  
  107. byte GFMul(byte a, byte b) {   
  108.     byte p = 0;  
  109.     byte hi_bit_set;  
  110.     for (int counter = 0; counter < 8; counter++) {  
  111.         if ((b & byte(1)) != 0) {  
  112.             p ^= a;  
  113.         }  
  114.         hi_bit_set = (byte) (a & byte(0x80));  
  115.         a <<= 1;  
  116.         if (hi_bit_set != 0) {  
  117.             a ^= 0x1b; /* x^8 + x^4 + x^3 + x + 1 */  
  118.         }  
  119.         b >>= 1;  
  120.     }  
  121.     return p;  
  122. }  
  123.   
  124. /** 
  125.  *  列变换 
  126.  */  
  127. void MixColumns(byte mtx[4*4])  
  128. {  
  129.     byte arr[4];  
  130.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  131.     {  
  132.         for(int j=0; j<4; ++j)  
  133.             arr[j] = mtx[i+j*4];  
  134.   
  135.         mtx[i] = GFMul(0x02, arr[0]) ^ GFMul(0x03, arr[1]) ^ arr[2] ^ arr[3];  
  136.         mtx[i+4] = arr[0] ^ GFMul(0x02, arr[1]) ^ GFMul(0x03, arr[2]) ^ arr[3];  
  137.         mtx[i+8] = arr[0] ^ arr[1] ^ GFMul(0x02, arr[2]) ^ GFMul(0x03, arr[3]);  
  138.         mtx[i+12] = GFMul(0x03, arr[0]) ^ arr[1] ^ arr[2] ^ GFMul(0x02, arr[3]);  
  139.     }  
  140. }  
  141.   
  142. /** 
  143.  *  轮密钥加变换 - 将每一列与扩展密钥进行异或 
  144.  */  
  145. void AddRoundKey(byte mtx[4*4], word k[4])  
  146. {  
  147.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  148.     {  
  149.         word k1 = k[i] >> 24;  
  150.         word k2 = (k[i] << 8) >> 24;  
  151.         word k3 = (k[i] << 16) >> 24;  
  152.         word k4 = (k[i] << 24) >> 24;  
  153.           
  154.         mtx[i] = mtx[i] ^ byte(k1.to_ulong());  
  155.         mtx[i+4] = mtx[i+4] ^ byte(k2.to_ulong());  
  156.         mtx[i+8] = mtx[i+8] ^ byte(k3.to_ulong());  
  157.         mtx[i+12] = mtx[i+12] ^ byte(k4.to_ulong());  
  158.     }  
  159. }  
  160.   
  161. /**************************下面是解密的逆变换函数***********************/  
  162. /** 
  163.  *  逆S盒变换 
  164.  */  
  165. void InvSubBytes(byte mtx[4*4])  
  166. {  
  167.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  168.     {  
  169.         int row = mtx[i][7]*8 + mtx[i][6]*4 + mtx[i][5]*2 + mtx[i][4];  
  170.         int col = mtx[i][3]*8 + mtx[i][2]*4 + mtx[i][1]*2 + mtx[i][0];  
  171.         mtx[i] = Inv_S_Box[row][col];  
  172.     }  
  173. }  
  174.   
  175. /** 
  176.  *  逆行变换 - 以字节为单位循环右移 
  177.  */  
  178. void InvShiftRows(byte mtx[4*4])  
  179. {  
  180.     // 第二行循环右移一位  
  181.     byte temp = mtx[7];  
  182.     for(int i=3; i>0; --i)  
  183.         mtx[i+4] = mtx[i+3];  
  184.     mtx[4] = temp;  
  185.     // 第三行循环右移两位  
  186.     for(int i=0; i<2; ++i)  
  187.     {  
  188.         temp = mtx[i+8];  
  189.         mtx[i+8] = mtx[i+10];  
  190.         mtx[i+10] = temp;  
  191.     }  
  192.     // 第四行循环右移三位  
  193.     temp = mtx[12];  
  194.     for(int i=0; i<3; ++i)  
  195.         mtx[i+12] = mtx[i+13];  
  196.     mtx[15] = temp;  
  197. }  
  198.   
  199. void InvMixColumns(byte mtx[4*4])  
  200. {  
  201.     byte arr[4];  
  202.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  203.     {  
  204.         for(int j=0; j<4; ++j)  
  205.             arr[j] = mtx[i+j*4];  
  206.   
  207.         mtx[i] = GFMul(0x0e, arr[0]) ^ GFMul(0x0b, arr[1]) ^ GFMul(0x0d, arr[2]) ^ GFMul(0x09, arr[3]);  
  208.         mtx[i+4] = GFMul(0x09, arr[0]) ^ GFMul(0x0e, arr[1]) ^ GFMul(0x0b, arr[2]) ^ GFMul(0x0d, arr[3]);  
  209.         mtx[i+8] = GFMul(0x0d, arr[0]) ^ GFMul(0x09, arr[1]) ^ GFMul(0x0e, arr[2]) ^ GFMul(0x0b, arr[3]);  
  210.         mtx[i+12] = GFMul(0x0b, arr[0]) ^ GFMul(0x0d, arr[1]) ^ GFMul(0x09, arr[2]) ^ GFMul(0x0e, arr[3]);  
  211.     }  
  212. }  
  213.   
  214. /******************************下面是密钥扩展部分***********************/  
  215. /** 
  216.  * 将4个 byte 转换为一个 word. 
  217.  */  
  218. word Word(byte& k1, byte& k2, byte& k3, byte& k4)  
  219. {  
  220.     word result(0x00000000);  
  221.     word temp;  
  222.     temp = k1.to_ulong();  // K1  
  223.     temp <<= 24;  
  224.     result |= temp;  
  225.     temp = k2.to_ulong();  // K2  
  226.     temp <<= 16;  
  227.     result |= temp;  
  228.     temp = k3.to_ulong();  // K3  
  229.     temp <<= 8;  
  230.     result |= temp;  
  231.     temp = k4.to_ulong();  // K4  
  232.     result |= temp;  
  233.     return result;  
  234. }  
  235.   
  236. /** 
  237.  *  按字节 循环左移一位 
  238.  *  即把[a0, a1, a2, a3]变成[a1, a2, a3, a0] 
  239.  */  
  240. word RotWord(word& rw)  
  241. {  
  242.     word high = rw << 8;  
  243.     word low = rw >> 24;  
  244.     return high | low;  
  245. }  
  246.   
  247. /** 
  248.  *  对输入word中的每一个字节进行S-盒变换 
  249.  */  
  250. word SubWord(word& sw)  
  251. {  
  252.     word temp;  
  253.     for(int i=0; i<32; i+=8)  
  254.     {  
  255.         int row = sw[i+7]*8 + sw[i+6]*4 + sw[i+5]*2 + sw[i+4];  
  256.         int col = sw[i+3]*8 + sw[i+2]*4 + sw[i+1]*2 + sw[i];  
  257.         byte val = S_Box[row][col];  
  258.         for(int j=0; j<8; ++j)  
  259.             temp[i+j] = val[j];  
  260.     }  
  261.     return temp;  
  262. }  
  263.   
  264. /** 
  265.  *  密钥扩展函数 - 对128位密钥进行扩展得到 w[4*(Nr+1)] 
  266.  */   
  267. void KeyExpansion(byte key[4*Nk], word w[4*(Nr+1)])  
  268. {  
  269.     word temp;  
  270.     int i = 0;  
  271.     // w[]的前4个就是输入的key  
  272.     while(i < Nk)   
  273.     {  
  274.         w[i] = Word(key[4*i], key[4*i+1], key[4*i+2], key[4*i+3]);  
  275.         ++i;  
  276.     }  
  277.   
  278.     i = Nk;  
  279.   
  280.     while(i < 4*(Nr+1))  
  281.     {  
  282.         temp = w[i-1]; // 记录前一个word  
  283.         if(i % Nk == 0)  
  284.             w[i] = w[i-Nk] ^ SubWord(RotWord(temp)) ^ Rcon[i/Nk-1];  
  285.         else   
  286.             w[i] = w[i-Nk] ^ temp;  
  287.         ++i;  
  288.     }  
  289. }  
  290.   
  291. /******************************下面是加密和解密函数**************************/  
  292. /** 
  293.  *  加密 
  294.  */  
  295. void encrypt(byte in[4*4], word w[4*(Nr+1)])  
  296. {  
  297.     word key[4];  
  298.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  299.         key[i] = w[i];  
  300.     AddRoundKey(in, key);  
  301.   
  302.     for(int round=1; round<Nr; ++round)  
  303.     {  
  304.         SubBytes(in);  
  305.         ShiftRows(in);  
  306.         MixColumns(in);  
  307.         for(int i=0; i<4; ++i)  
  308.             key[i] = w[4*round+i];  
  309.         AddRoundKey(in, key);  
  310.     }  
  311.   
  312.     SubBytes(in);  
  313.     ShiftRows(in);  
  314.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  315.         key[i] = w[4*Nr+i];  
  316.     AddRoundKey(in, key);  
  317. }  
  318.   
  319. /** 
  320.  *  解密 
  321.  */  
  322. void decrypt(byte in[4*4], word w[4*(Nr+1)])  
  323. {  
  324.     word key[4];  
  325.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  326.         key[i] = w[4*Nr+i];  
  327.     AddRoundKey(in, key);  
  328.   
  329.     for(int round=Nr-1; round>0; --round)  
  330.     {  
  331.         InvShiftRows(in);  
  332.         InvSubBytes(in);  
  333.         for(int i=0; i<4; ++i)  
  334.             key[i] = w[4*round+i];  
  335.         AddRoundKey(in, key);  
  336.         InvMixColumns(in);  
  337.     }  
  338.   
  339.     InvShiftRows(in);  
  340.     InvSubBytes(in);  
  341.     for(int i=0; i<4; ++i)  
  342.         key[i] = w[i];  
  343.     AddRoundKey(in, key);  
  344. }  
  345.   
  346. /**********************************************************************/    
  347. /*                                                                    */    
  348. /*                              测试                                  */    
  349. /*                                                                    */    
  350. /**********************************************************************/   
  351. int main()  
  352. {  
  353.     byte key[16] = {0x2b, 0x7e, 0x15, 0x16,   
  354.                     0x28, 0xae, 0xd2, 0xa6,   
  355.                     0xab, 0xf7, 0x15, 0x88,   
  356.                     0x09, 0xcf, 0x4f, 0x3c};  
  357.   
  358.     byte plain[16] = {0x32, 0x88, 0x31, 0xe0,   
  359.                     0x43, 0x5a, 0x31, 0x37,  
  360.                     0xf6, 0x30, 0x98, 0x07,  
  361.                     0xa8, 0x8d, 0xa2, 0x34};   
  362.     // 输出密钥  
  363.     cout << "密钥是:";  
  364.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  365.         cout << hex << key[i].to_ulong() << " ";  
  366.     cout << endl;  
  367.   
  368.     word w[4*(Nr+1)];  
  369.     KeyExpansion(key, w);  
  370.   
  371.     // 输出待加密的明文  
  372.     cout << endl << "待加密的明文:"<<endl;  
  373.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  374.     {  
  375.         cout << hex << plain[i].to_ulong() << " ";  
  376.         if((i+1)%4 == 0)  
  377.             cout << endl;  
  378.     }  
  379.     cout << endl;  
  380.   
  381.     // 加密,输出密文  
  382.     encrypt(plain, w);  
  383.     cout << "加密后的密文:"<<endl;  
  384.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  385.     {  
  386.         cout << hex << plain[i].to_ulong() << " ";  
  387.         if((i+1)%4 == 0)  
  388.             cout << endl;  
  389.     }  
  390.     cout << endl;  
  391.   
  392.     // 解密,输出明文  
  393.     decrypt(plain, w);  
  394.     cout << "解密后的明文:"<<endl;  
  395.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  396.     {  
  397.         cout << hex << plain[i].to_ulong() << " ";  
  398.         if((i+1)%4 == 0)  
  399.             cout << endl;  
  400.     }  
  401.     cout << endl;  
  402.     return 0;  
  403. }  
测试用例如下图:


测试结果截图:


可见,测试结果和预期输出相同,表明对数据的加密和解密成功!!!

下面我们来写 AES 对文件的加密和解密,在对 128 位的数据加解密成功以后,对文件的加解密就很简单了!只需要每次读 128 位,加密以后,将 128 位的密文写入另外一个文件…..如此循环,直到文件尾。下面是对一张图片进行 AES 加密和解密的测试代码(效率先不管了,有时间我再优化):

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. //#include <fstream>  
  2. typedef bitset<8> byte;  
  3. typedef bitset<32> word;  
  4. /** 
  5.  *  将一个char字符数组转化为二进制 
  6.  *  存到一个 byte 数组中 
  7.  */  
  8. void charToByte(byte out[16], const char s[16])  
  9. {   
  10.     for(int i=0; i<16; ++i)    
  11.         for(int j=0; j<8; ++j)    
  12.             out[i][j]= ((s[i]>>j) & 1);    
  13. }  
  14.   
  15. /** 
  16.  *  将连续的128位分成16组,存到一个 byte 数组中 
  17.  */  
  18. void divideToByte(byte out[16], bitset<128>& data)  
  19. {  
  20.     bitset<128> temp;  
  21.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  22.     {  
  23.         temp = (data << 8*i) >> 120;  
  24.         out[i] = temp.to_ulong();  
  25.     }  
  26. }  
  27.   
  28. /** 
  29.  *  将16个 byte 合并成连续的128位 
  30.  */  
  31. bitset<128> mergeByte(byte in[16])  
  32. {  
  33.     bitset<128> res;  
  34.     res.reset();  // 置0  
  35.     bitset<128> temp;  
  36.     for(int i=0; i<16; ++i)  
  37.     {  
  38.         temp = in[i].to_ulong();  
  39.         temp <<= 8*(15-i);  
  40.         res |= temp;  
  41.     }  
  42.     return res;  
  43. }  
  44.   
  45. int main()  
  46. {  
  47.     string keyStr = "abcdefghijklmnop";  
  48.     byte key[16];   
  49.     charToByte(key, keyStr.c_str());  
  50.     // 密钥扩展  
  51.     word w[4*(Nr+1)];  
  52.     KeyExpansion(key, w);  
  53.   
  54.     bitset<128> data;  
  55.     byte plain[16];  
  56.     // 将文件 flower.jpg 加密到 cipher.txt 中  
  57.     ifstream in;  
  58.     ofstream out;  
  59.     in.open("D://flower.jpg", ios::binary);  
  60.     out.open("D://cipher.txt", ios::binary);  
  61.     while(in.read((char*)&data, sizeof(data)))  
  62.     {  
  63.         divideToByte(plain, data);  
  64.         encrypt(plain, w);  
  65.         data = mergeByte(plain);  
  66.         out.write((char*)&data, sizeof(data));  
  67.         data.reset();  // 置0  
  68.     }  
  69.     in.close();  
  70.     out.close();  
  71.   
  72.     // 解密 cipher.txt,并写入图片 flower1.jpg  
  73.     in.open("D://cipher.txt", ios::binary);  
  74.     out.open("D://flower1.jpg", ios::binary);  
  75.     while(in.read((char*)&data, sizeof(data)))  
  76.     {  
  77.         divideToByte(plain, data);  
  78.         decrypt(plain, w);  
  79.         data = mergeByte(plain);  
  80.         out.write((char*)&data, sizeof(data));  
  81.         data.reset();  // 置0  
  82.     }  
  83.     in.close();  
  84.     out.close();  
  85.   
  86.     return 0;  
  87. }  

(全文完)


更新 —— 2014.12.21

有限域 GF(28) 上的乘法改用查表的方式实现,AES的加密速度马上提升 80% 以上,所以建议最好使用查表的方式。下面是 AES 算法中用到的 6 个乘法结果表:

[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. byte Mul_02[256] = {  
  2.     0x00,0x02,0x04,0x06,0x08,0x0a,0x0c,0x0e,0x10,0x12,0x14,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,  
  3.     0x20,0x22,0x24,0x26,0x28,0x2a,0x2c,0x2e,0x30,0x32,0x34,0x36,0x38,0x3a,0x3c,0x3e,  
  4.     0x40,0x42,0x44,0x46,0x48,0x4a,0x4c,0x4e,0x50,0x52,0x54,0x56,0x58,0x5a,0x5c,0x5e,  
  5.     0x60,0x62,0x64,0x66,0x68,0x6a,0x6c,0x6e,0x70,0x72,0x74,0x76,0x78,0x7a,0x7c,0x7e,  
  6.     0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0x8a,0x8c,0x8e,0x90,0x92,0x94,0x96,0x98,0x9a,0x9c,0x9e,  
  7.     0xa0,0xa2,0xa4,0xa6,0xa8,0xaa,0xac,0xae,0xb0,0xb2,0xb4,0xb6,0xb8,0xba,0xbc,0xbe,  
  8.     0xc0,0xc2,0xc4,0xc6,0xc8,0xca,0xcc,0xce,0xd0,0xd2,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdc,0xde,  
  9.     0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xee,0xf0,0xf2,0xf4,0xf6,0xf8,0xfa,0xfc,0xfe,  
  10.     0x1b,0x19,0x1f,0x1d,0x13,0x11,0x17,0x15,0x0b,0x09,0x0f,0x0d,0x03,0x01,0x07,0x05,  
  11.     0x3b,0x39,0x3f,0x3d,0x33,0x31,0x37,0x35,0x2b,0x29,0x2f,0x2d,0x23,0x21,0x27,0x25,  
  12.     0x5b,0x59,0x5f,0x5d,0x53,0x51,0x57,0x55,0x4b,0x49,0x4f,0x4d,0x43,0x41,0x47,0x45,  
  13.     0x7b,0x79,0x7f,0x7d,0x73,0x71,0x77,0x75,0x6b,0x69,0x6f,0x6d,0x63,0x61,0x67,0x65,  
  14.     0x9b,0x99,0x9f,0x9d,0x93,0x91,0x97,0x95,0x8b,0x89,0x8f,0x8d,0x83,0x81,0x87,0x85,  
  15.     0xbb,0xb9,0xbf,0xbd,0xb3,0xb1,0xb7,0xb5,0xab,0xa9,0xaf,0xad,0xa3,0xa1,0xa7,0xa5,  
  16.     0xdb,0xd9,0xdf,0xdd,0xd3,0xd1,0xd7,0xd5,0xcb,0xc9,0xcf,0xcd,0xc3,0xc1,0xc7,0xc5,  
  17.     0xfb,0xf9,0xff,0xfd,0xf3,0xf1,0xf7,0xf5,0xeb,0xe9,0xef,0xed,0xe3,0xe1,0xe7,0xe5  
  18. };  
  19.   
  20. byte Mul_03[256] = {  
  21.     0x00,0x03,0x06,0x05,0x0c,0x0f,0x0a,0x09,0x18,0x1b,0x1e,0x1d,0x14,0x17,0x12,0x11,  
  22.     0x30,0x33,0x36,0x35,0x3c,0x3f,0x3a,0x39,0x28,0x2b,0x2e,0x2d,0x24,0x27,0x22,0x21,  
  23.     0x60,0x63,0x66,0x65,0x6c,0x6f,0x6a,0x69,0x78,0x7b,0x7e,0x7d,0x74,0x77,0x72,0x71,  
  24.     0x50,0x53,0x56,0x55,0x5c,0x5f,0x5a,0x59,0x48,0x4b,0x4e,0x4d,0x44,0x47,0x42,0x41,  
  25.     0xc0,0xc3,0xc6,0xc5,0xcc,0xcf,0xca,0xc9,0xd8,0xdb,0xde,0xdd,0xd4,0xd7,0xd2,0xd1,  
  26.     0xf0,0xf3,0xf6,0xf5,0xfc,0xff,0xfa,0xf9,0xe8,0xeb,0xee,0xed,0xe4,0xe7,0xe2,0xe1,  
  27.     0xa0,0xa3,0xa6,0xa5,0xac,0xaf,0xaa,0xa9,0xb8,0xbb,0xbe,0xbd,0xb4,0xb7,0xb2,0xb1,  
  28.     0x90,0x93,0x96,0x95,0x9c,0x9f,0x9a,0x99,0x88,0x8b,0x8e,0x8d,0x84,0x87,0x82,0x81,  
  29.     0x9b,0x98,0x9d,0x9e,0x97,0x94,0x91,0x92,0x83,0x80,0x85,0x86,0x8f,0x8c,0x89,0x8a,  
  30.     0xab,0xa8,0xad,0xae,0xa7,0xa4,0xa1,0xa2,0xb3,0xb0,0xb5,0xb6,0xbf,0xbc,0xb9,0xba,  
  31.     0xfb,0xf8,0xfd,0xfe,0xf7,0xf4,0xf1,0xf2,0xe3,0xe0,0xe5,0xe6,0xef,0xec,0xe9,0xea,  
  32.     0xcb,0xc8,0xcd,0xce,0xc7,0xc4,0xc1,0xc2,0xd3,0xd0,0xd5,0xd6,0xdf,0xdc,0xd9,0xda,  
  33.     0x5b,0x58,0x5d,0x5e,0x57,0x54,0x51,0x52,0x43,0x40,0x45,0x46,0x4f,0x4c,0x49,0x4a,  
  34.     0x6b,0x68,0x6d,0x6e,0x67,0x64,0x61,0x62,0x73,0x70,0x75,0x76,0x7f,0x7c,0x79,0x7a,  
  35.     0x3b,0x38,0x3d,0x3e,0x37,0x34,0x31,0x32,0x23,0x20,0x25,0x26,0x2f,0x2c,0x29,0x2a,  
  36.     0x0b,0x08,0x0d,0x0e,0x07,0x04,0x01,0x02,0x13,0x10,0x15,0x16,0x1f,0x1c,0x19,0x1a  
  37. };  
  38.   
  39. byte Mul_09[256] = {  
  40.     0x00,0x09,0x12,0x1b,0x24,0x2d,0x36,0x3f,0x48,0x41,0x5a,0x53,0x6c,0x65,0x7e,0x77,  
  41.     0x90,0x99,0x82,0x8b,0xb4,0xbd,0xa6,0xaf,0xd8,0xd1,0xca,0xc3,0xfc,0xf5,0xee,0xe7,  
  42.     0x3b,0x32,0x29,0x20,0x1f,0x16,0x0d,0x04,0x73,0x7a,0x61,0x68,0x57,0x5e,0x45,0x4c,  
  43.     0xab,0xa2,0xb9,0xb0,0x8f,0x86,0x9d,0x94,0xe3,0xea,0xf1,0xf8,0xc7,0xce,0xd5,0xdc,  
  44.     0x76,0x7f,0x64,0x6d,0x52,0x5b,0x40,0x49,0x3e,0x37,0x2c,0x25,0x1a,0x13,0x08,0x01,  
  45.     0xe6,0xef,0xf4,0xfd,0xc2,0xcb,0xd0,0xd9,0xae,0xa7,0xbc,0xb5,0x8a,0x83,0x98,0x91,  
  46.     0x4d,0x44,0x5f,0x56,0x69,0x60,0x7b,0x72,0x05,0x0c,0x17,0x1e,0x21,0x28,0x33,0x3a,  
  47.     0xdd,0xd4,0xcf,0xc6,0xf9,0xf0,0xeb,0xe2,0x95,0x9c,0x87,0x8e,0xb1,0xb8,0xa3,0xaa,  
  48.     0xec,0xe5,0xfe,0xf7,0xc8,0xc1,0xda,0xd3,0xa4,0xad,0xb6,0xbf,0x80,0x89,0x92,0x9b,  
  49.     0x7c,0x75,0x6e,0x67,0x58,0x51,0x4a,0x43,0x34,0x3d,0x26,0x2f,0x10,0x19,0x02,0x0b,  
  50.     0xd7,0xde,0xc5,0xcc,0xf3,0xfa,0xe1,0xe8,0x9f,0x96,0x8d,0x84,0xbb,0xb2,0xa9,0xa0,  
  51.     0x47,0x4e,0x55,0x5c,0x63,0x6a,0x71,0x78,0x0f,0x06,0x1d,0x14,0x2b,0x22,0x39,0x30,  
  52.     0x9a,0x93,0x88,0x81,0xbe,0xb7,0xac,0xa5,0xd2,0xdb,0xc0,0xc9,0xf6,0xff,0xe4,0xed,  
  53.     0x0a,0x03,0x18,0x11,0x2e,0x27,0x3c,0x35,0x42,0x4b,0x50,0x59,0x66,0x6f,0x74,0x7d,  
  54.     0xa1,0xa8,0xb3,0xba,0x85,0x8c,0x97,0x9e,0xe9,0xe0,0xfb,0xf2,0xcd,0xc4,0xdf,0xd6,  
  55.     0x31,0x38,0x23,0x2a,0x15,0x1c,0x07,0x0e,0x79,0x70,0x6b,0x62,0x5d,0x54,0x4f,0x46  
  56. };  
  57.   
  58. byte Mul_0b[256] = {  
  59.     0x00,0x0b,0x16,0x1d,0x2c,0x27,0x3a,0x31,0x58,0x53,0x4e,0x45,0x74,0x7f,0x62,0x69,  
  60.     0xb0,0xbb,0xa6,0xad,0x9c,0x97,0x8a,0x81,0xe8,0xe3,0xfe,0xf5,0xc4,0xcf,0xd2,0xd9,  
  61.     0x7b,0x70,0x6d,0x66,0x57,0x5c,0x41,0x4a,0x23,0x28,0x35,0x3e,0x0f,0x04,0x19,0x12,  
  62.     0xcb,0xc0,0xdd,0xd6,0xe7,0xec,0xf1,0xfa,0x93,0x98,0x85,0x8e,0xbf,0xb4,0xa9,0xa2,  
  63.     0xf6,0xfd,0xe0,0xeb,0xda,0xd1,0xcc,0xc7,0xae,0xa5,0xb8,0xb3,0x82,0x89,0x94,0x9f,  
  64.     0x46,0x4d,0x50,0x5b,0x6a,0x61,0x7c,0x77,0x1e,0x15,0x08,0x03,0x32,0x39,0x24,0x2f,  
  65.     0x8d,0x86,0x9b,0x90,0xa1,0xaa,0xb7,0xbc,0xd5,0xde,0xc3,0xc8,0xf9,0xf2,0xef,0xe4,  
  66.     0x3d,0x36,0x2b,0x20,0x11,0x1a,0x07,0x0c,0x65,0x6e,0x73,0x78,0x49,0x42,0x5f,0x54,  
  67.     0xf7,0xfc,0xe1,0xea,0xdb,0xd0,0xcd,0xc6,0xaf,0xa4,0xb9,0xb2,0x83,0x88,0x95,0x9e,  
  68.     0x47,0x4c,0x51,0x5a,0x6b,0x60,0x7d,0x76,0x1f,0x14,0x09,0x02,0x33,0x38,0x25,0x2e,  
  69.     0x8c,0x87,0x9a,0x91,0xa0,0xab,0xb6,0xbd,0xd4,0xdf,0xc2,0xc9,0xf8,0xf3,0xee,0xe5,  
  70.     0x3c,0x37,0x2a,0x21,0x10,0x1b,0x06,0x0d,0x64,0x6f,0x72,0x79,0x48,0x43,0x5e,0x55,  
  71.     0x01,0x0a,0x17,0x1c,0x2d,0x26,0x3b,0x30,0x59,0x52,0x4f,0x44,0x75,0x7e,0x63,0x68,  
  72.     0xb1,0xba,0xa7,0xac,0x9d,0x96,0x8b,0x80,0xe9,0xe2,0xff,0xf4,0xc5,0xce,0xd3,0xd8,  
  73.     0x7a,0x71,0x6c,0x67,0x56,0x5d,0x40,0x4b,0x22,0x29,0x34,0x3f,0x0e,0x05,0x18,0x13,  
  74.     0xca,0xc1,0xdc,0xd7,0xe6,0xed,0xf0,0xfb,0x92,0x99,0x84,0x8f,0xbe,0xb5,0xa8,0xa3  
  75. };  
  76.   
  77. byte Mul_0d[256] = {  
  78.     0x00,0x0d,0x1a,0x17,0x34,0x39,0x2e,0x23,0x68,0x65,0x72,0x7f,0x5c,0x51,0x46,0x4b,  
  79.     0xd0,0xdd,0xca,0xc7,0xe4,0xe9,0xfe,0xf3,0xb8,0xb5,0xa2,0xaf,0x8c,0x81,0x96,0x9b,  
  80.     0xbb,0xb6,0xa1,0xac,0x8f,0x82,0x95,0x98,0xd3,0xde,0xc9,0xc4,0xe7,0xea,0xfd,0xf0,  
  81.     0x6b,0x66,0x71,0x7c,0x5f,0x52,0x45,0x48,0x03,0x0e,0x19,0x14,0x37,0x3a,0x2d,0x20,  
  82.     0x6d,0x60,0x77,0x7a,0x59,0x54,0x43,0x4e,0x05,0x08,0x1f,0x12,0x31,0x3c,0x2b,0x26,  
  83.     0xbd,0xb0,0xa7,0xaa,0x89,0x84,0x93,0x9e,0xd5,0xd8,0xcf,0xc2,0xe1,0xec,0xfb,0xf6,  
  84.     0xd6,0xdb,0xcc,0xc1,0xe2,0xef,0xf8,0xf5,0xbe,0xb3,0xa4,0xa9,0x8a,0x87,0x90,0x9d,  
  85.     0x06,0x0b,0x1c,0x11,0x32,0x3f,0x28,0x25,0x6e,0x63,0x74,0x79,0x5a,0x57,0x40,0x4d,  
  86.     0xda,0xd7,0xc0,0xcd,0xee,0xe3,0xf4,0xf9,0xb2,0xbf,0xa8,0xa5,0x86,0x8b,0x9c,0x91,  
  87.     0x0a,0x07,0x10,0x1d,0x3e,0x33,0x24,0x29,0x62,0x6f,0x78,0x75,0x56,0x5b,0x4c,0x41,  
  88.     0x61,0x6c,0x7b,0x76,0x55,0x58,0x4f,0x42,0x09,0x04,0x13,0x1e,0x3d,0x30,0x27,0x2a,  
  89.     0xb1,0xbc,0xab,0xa6,0x85,0x88,0x9f,0x92,0xd9,0xd4,0xc3,0xce,0xed,0xe0,0xf7,0xfa,  
  90.     0xb7,0xba,0xad,0xa0,0x83,0x8e,0x99,0x94,0xdf,0xd2,0xc5,0xc8,0xeb,0xe6,0xf1,0xfc,  
  91.     0x67,0x6a,0x7d,0x70,0x53,0x5e,0x49,0x44,0x0f,0x02,0x15,0x18,0x3b,0x36,0x21,0x2c,  
  92.     0x0c,0x01,0x16,0x1b,0x38,0x35,0x22,0x2f,0x64,0x69,0x7e,0x73,0x50,0x5d,0x4a,0x47,  
  93.     0xdc,0xd1,0xc6,0xcb,0xe8,0xe5,0xf2,0xff,0xb4,0xb9,0xae,0xa3,0x80,0x8d,0x9a,0x97  
  94. };  
  95.   
  96. byte Mul_0e[256] = {  
  97.     0x00,0x0e,0x1c,0x12,0x38,0x36,0x24,0x2a,0x70,0x7e,0x6c,0x62,0x48,0x46,0x54,0x5a,  
  98.     0xe0,0xee,0xfc,0xf2,0xd8,0xd6,0xc4,0xca,0x90,0x9e,0x8c,0x82,0xa8,0xa6,0xb4,0xba,  
  99.     0xdb,0xd5,0xc7,0xc9,0xe3,0xed,0xff,0xf1,0xab,0xa5,0xb7,0xb9,0x93,0x9d,0x8f,0x81,  
  100.     0x3b,0x35,0x27,0x29,0x03,0x0d,0x1f,0x11,0x4b,0x45,0x57,0x59,0x73,0x7d,0x6f,0x61,  
  101.     0xad,0xa3,0xb1,0xbf,0x95,0x9b,0x89,0x87,0xdd,0xd3,0xc1,0xcf,0xe5,0xeb,0xf9,0xf7,  
  102.     0x4d,0x43,0x51,0x5f,0x75,0x7b,0x69,0x67,0x3d,0x33,0x21,0x2f,0x05,0x0b,0x19,0x17,  
  103.     0x76,0x78,0x6a,0x64,0x4e,0x40,0x52,0x5c,0x06,0x08,0x1a,0x14,0x3e,0x30,0x22,0x2c,  
  104.     0x96,0x98,0x8a,0x84,0xae,0xa0,0xb2,0xbc,0xe6,0xe8,0xfa,0xf4,0xde,0xd0,0xc2,0xcc,  
  105.     0x41,0x4f,0x5d,0x53,0x79,0x77,0x65,0x6b,0x31,0x3f,0x2d,0x23,0x09,0x07,0x15,0x1b,  
  106.     0xa1,0xaf,0xbd,0xb3,0x99,0x97,0x85,0x8b,0xd1,0xdf,0xcd,0xc3,0xe9,0xe7,0xf5,0xfb,  
  107.     0x9a,0x94,0x86,0x88,0xa2,0xac,0xbe,0xb0,0xea,0xe4,0xf6,0xf8,0xd2,0xdc,0xce,0xc0,  
  108.     0x7a,0x74,0x66,0x68,0x42,0x4c,0x5e,0x50,0x0a,0x04,0x16,0x18,0x32,0x3c,0x2e,0x20,  
  109.     0xec,0xe2,0xf0,0xfe,0xd4,0xda,0xc8,0xc6,0x9c,0x92,0x80,0x8e,0xa4,0xaa,0xb8,0xb6,  
  110.     0x0c,0x02,0x10,0x1e,0x34,0x3a,0x28,0x26,0x7c,0x72,0x60,0x6e,0x44,0x4a,0x58,0x56,  
  111.     0x37,0x39,0x2b,0x25,0x0f,0x01,0x13,0x1d,0x47,0x49,0x5b,0x55,0x7f,0x71,0x63,0x6d,  
  112.     0xd7,0xd9,0xcb,0xc5,0xef,0xe1,0xf3,0xfd,0xa7,0xa9,0xbb,0xb5,0x9f,0x91,0x83,0x8d  
  113. }; 
1 0