openssl AES 加密演算法及程式碼例項
一、AES演算法簡介
1、AES演算法介紹
密碼學中的高階加密標準（Advanced Encryption Standard，AES），又稱 Rijndael加密法，是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程，高階加密標準由美國國家標準與技術研究院（NIST）於2001年11月26日釋出於FIPS PUB 197，並在2002年5月26日成為有效的標準。2006年，高階加密標準已然成為對稱金鑰加密中最流行的演算法之一。 如下圖所示，AES演算法的資料分組長度為128位元、金鑰長度為128/192/256位元。
2、AES工作模式介紹
1）、ECB模式簡介
2）、CBC模式簡介
下圖中，IV一般為16位元組全0，資料塊長度為16位元組的整數倍，則在此資料塊後附加一個8位元組長的資料塊，
附加的資料塊為：16進位制的“80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00”
二、AES演算法ECB模式
1、使用函式AES_set_encrypt_key設定加密金鑰。
函式原型：
int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,AES_KEY *key);
函式作用：
設定加密用的Key；
引數說明：
userKey： 金鑰數值；
bits：金鑰長度，以bit為單位，如果金鑰數字是16個位元組，則此引數值應為128；
key： AES_KEY物件指標；
返回值： 0 成功， -1 userkey，key為空， -2： 金鑰長度不是128，192，256；
2、使用函式AES_set_decrypt_key設定解密金鑰。
函式原型：
int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key);
函式作用：
設定解密用的Key；
引數說明：
userKey： 金鑰數值；
bits：金鑰長度，以bit為單位，如果金鑰數字是16個位元組，則此引數值應為128；
key： AES_KEY物件指標；
返回值： 0 成功， -1 userkey，key為空， -2： 金鑰長度不是128，192，256；
3、使用函式AES_ecb_encrypt對資料進行加解密
函式原型：
void AES_ecb_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out, const AES_KEY *key, const int enc);
函式說明：
AES加密/解密單個數據塊（16個位元組），ECB模式
引數說明：
in： 需要加密/解密的資料；
out： 計算後輸出的資料；
key：金鑰
enc： AES_ENCRYPT 代表加密， AES_DECRYPT代表解密；
三、AES演算法CBC模式
1、使用函式AES_set_encrypt_key設定加密金鑰。
函式原型：
int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,AES_KEY *key);
函式作用：
設定加密用的Key；
引數說明：
userKey： 金鑰數值；
bits：金鑰長度，以bit為單位，如果金鑰數字是16個位元組，則此引數值應為128；
key： AES_KEY物件指標；
返回值： 0 成功， -1 userkey，key為空， -2： 金鑰長度不是128，192，256；
2、使用函式AES_set_decrypt_key設定解密金鑰。
函式原型：
int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits, AES_KEY *key);
函式作用：
設定解密用的Key；
引數說明：
userKey： 金鑰數值；
bits：金鑰長度，以bit為單位，如果金鑰數字是16個位元組，則此引數值應為128；
key： AES_KEY物件指標；
返回值： 0 成功， -1 userkey，key為空， -2： 金鑰長度不是128，192，256；
3、使用函式AES_cbc_encrypt對資料進行加解密
函式原型：
void AES_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out, size_t length, const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, const int enc);
函式作用：
AES加密/解密單個數據塊（16個位元組），CBC模式
引數說明：
in： 需要加密/解密的資料；
out： 計算後輸出的資料；
length： 資料長度（這裡不包含初始向量資料長度）
key：金鑰
ivec： 初始向量（一般為16位元組全0）
enc： AES_ENCRYPT 代表加密， AES_DECRYPT代表解密；
四、AES演算法ECB、CBC兩種模式下的加解密實現程式碼：
1、加密實現：
void CPage3::OnButtonEncrypt()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
unsigned char key_hex[256] = {0};
unsigned char data_hex[256] = {0};
unsigned char initval_hex[256] = {0};
unsigned char temp[256] = {0};
int i = 0;
int keylen = 0;
int datalen = 0;
int InitialLen = 0;
AES_KEY key;
UpdateData(TRUE);
m_key.Remove(' ');
m_data.Remove(' ');
m_initval.Remove(' ');
keylen = m_key.GetLength()/2;
datalen = m_data.GetLength()/2;
InitialLen = m_initval.GetLength()/2;
if (datalen%16!=0)
{
AfxMessageBox("輸入資料長度不是16的整數倍，請重新輸入!");
return;
}
StrToHex(m_key,key_hex,keylen);
StrToHex(m_data,data_hex,datalen);
StrToHex(m_initval,initval_hex,InitialLen);
if (keylen == 16)
{
//設定加密金鑰
AES_set_encrypt_key(key_hex,128,&key);
}
else if (keylen == 24)
{
//設定加密金鑰
AES_set_encrypt_key(key_hex,192,&key);
}
else if (keylen == 32)
{
//設定加密金鑰
AES_set_encrypt_key(key_hex,256,&key);
}
else
{
AfxMessageBox("輸入金鑰長度不是16/24/32位元組，請重新輸入!");
return;
}
//ECB模式
if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO1))->GetCheck())
{
for(i = 0;i < datalen/16;i++)
{
AES_ecb_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,&key,AES_ENCRYPT);
}
}
//CBC模式
else if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO2))->GetCheck())
{
memcpy(data_hex+datalen,"\x80\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00",16);
datalen = datalen+16;
for(i = 0;i < datalen/16;i++)
{
AES_cbc_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,16,&key,initval_hex, AES_ENCRYPT);
}
}
HexToStr(temp,datalen,m_result);
UpdateData(FALSE);
}
2、解密實現
void CPage3::OnButtonDecrypt()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
unsigned char key_hex[256] = {0};
unsigned char data_hex[256] = {0};
unsigned char initval_hex[256] = {0};
unsigned char temp[256] = {0};
int i = 0;
int keylen = 0;
int datalen = 0;
int InitialLen = 0;
AES_KEY key;
UpdateData(TRUE);
m_key.Remove(' ');
m_data.Remove(' ');
m_initval.Remove(' ');
keylen = m_key.GetLength()/2;
datalen = m_data.GetLength()/2;
InitialLen = m_initval.GetLength()/2;
if (datalen%16!=0)
{
AfxMessageBox("輸入資料長度不是16的整數倍，請重新輸入!");
return;
}
StrToHex(m_key,key_hex,keylen);
StrToHex(m_data,data_hex,datalen);
StrToHex(m_initval,initval_hex,InitialLen);
if (keylen == 16)
{
//設定解密金鑰
AES_set_decrypt_key(key_hex,128,&key);
}
else if (keylen == 24)
{
//設定解密金鑰
AES_set_decrypt_key(key_hex,192,&key);
}
else if (keylen == 32)
{
//設定解密金鑰
AES_set_decrypt_key(key_hex,256,&key);
}
else
{
AfxMessageBox("輸入金鑰長度不是16/24/32位元組，請重新輸入!");
return;
}
//ECB模式
if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO1))->GetCheck())
{
for(i = 0;i < datalen/16;i++)
{
AES_ecb_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,&key,AES_DECRYPT);
}
}
//CBC模式
else if (((CButton*)GetDlgItem(IDC_RADIO2))->GetCheck())
{
for(i = 0;i < datalen/16;i++)
{
AES_cbc_encrypt(data_hex+i*16, temp+i*16,16,&key,initval_hex, AES_DECRYPT);
}
}
HexToStr(temp,datalen,m_result);
UpdateData(FALSE);
}