if ( (L[0] & 0x80) == 0 ) {
leftshift_onebit(L,K1); } else { leftshift_onebit(L,tmp); xor_128(tmp,const_Rb,K1); }
if ( (K1[0] & 0x80) == 0 ) {
leftshift_onebit(K1,K2); } else {
leftshift_onebit(K1,tmp); xor_128(tmp,const_Rb,K2); }
return; }
K1、K2生成时运用了左移一位函数，因为input,为16为数组，因此左移时应考虑溢出，当前一数组元素最高位为1时，则此时数组元素应在左移的同时加1，因此定义overflow，当前一元素最高位为1时，即input[i] & 0x80=1，则overflow=1，否则为0，当前元素先左移一位 output[i] = input[i] << 1，而后加上前一元素确定的overflow，output[i] |= overflow。模块代码实现如下：
void leftshift_onebit(unsigned char *input,unsigned char *output) {
int i;
unsigned char overflow = 0; for ( i=15; i>=0; i-- ) {
output[i] = input[i] << 1; output[i] |= overflow;
overflow = (input[i] & 0x80)?1:0; }
return; }
2.消息末组确定
当消息长度不是分组长度整数倍时，最后一组消息分组需要进行一些变换，因此需要一个函数来确定最后一组消息分组，这个函数定义为padding ( unsigned char *lastb, unsigned char *pad, int length )，其中lastb为消息分组后剩下不能成为一组的元素，length为lastb的
元素个数，pad定义为输出，为最后一组消息分组。当pad[j]中j int j; for ( j=0; j<16; j++ ) { if ( j < length ) { pad[j] = lastb[j]; } else if ( j == length ) { pad[j] = 0x80; } else { pad[j] = 0x00; } } } 3.CMAC生成 CMAC有函数AES_CMAC ( unsigned char *key, unsigned char *input, int length, unsigned char *mac )生成，key为密钥，input为消息输入，length为消息长度，而mac则为生成的CMAC，在此算法中，将消息分组长度设置为16. a.生成K1，K2，由generate_subkey(key,K1,K2)实现； b.确定分组长度，由n = (length+15) / 16实现，当length<16时，n=1； c.确定消息长度是否为分组长度的整数倍，定义flag，当flag=1时，是整数倍，否则不是，当length=0时，即输入消息为0时，定义分组数n=1,flag=0； d.当flag=1，即消息长度为分组长度整数倍时，定义M_last为最后分组&input[16*(n-1)] 与K1异或，由函数xor_128(&input[16*(n-1)],K1,M_last)实现，注意&的使用； e.当flag=0时，先由padding(&input[16*(n-1)],padded,length)确定最后分组，length即为未分组元素个数，padded为最后分组，M_last为最后分组padded与K2异或，由函数xor_128(padded,K2,M_last)实现； f.定义中间变量X为AES加密输出，第一组运算时为M1直接与K加密，其后为前一组加密输出X与Mi异或后再与K进行AES加密，因此第一次时定义X=0x00，则前n-1轮可由 xor_128(X,&input[16*i],Y)，AES_128(key,Y,X)两步实现； g.最后一步加密与之前都不一样，用第n-1轮加密输出X与M_last异或，再与K进行AES加密，其中M_last先前已定义，因此最后一步运算为xor_128(X,M_last,Y)，AES_128(key,Y,X) h.最后一步运算为MSB(Tlen)，其中Tlen为输出CMAC即T的长度，在此我们都定义为16，而MSB运算即为截取X最左边的Tlen=16位，可由mac[i] = X[i]实现。 void AES_CMAC ( unsigned char *key, unsigned char *input, int length, unsigned char *mac ) { unsigned char X[16],Y[16], M_last[16], padded[16]; unsigned char K1[16], K2[16]; int n, i, flag; generate_subkey(key,K1,K2); n = (length+15) / 16; if ( n == 0 ) { n = 1; flag = 0; } else { if ( (length) == 0 ) { flag = 1; } else { flag = 0; } } if ( flag ) { xor_128(&input[16*(n-1)],K1,M_last); } else { padding(&input[16*(n-1)],padded,length); xor_128(padded,K2,M_last); } for ( i=0; i<16; i++ ) X[i] = 0; for ( i=0; i xor_128(X,&input[16*i],Y); AES_128(key,Y,X); } xor_128(X,M_last,Y); AES_128(key,Y,X); for ( i=0; i<16; i++ ) { mac[i] = X[i]; } } 五、实验结果 1.AES实验结果： 在VC中运行工程，输入课本中一个已知密文的例子，其中明文、密钥、密文如下 input=0123456789abcdeffedcba9876543210 key=0f1571c947d9e8590cb7add6af7f6798 output=ff0b844a0853bf7c6934ab4364148fb9 VC运行结果如图所示，实验结果与理论值相等，因此可知实现了AES的加解密。 2.CMAC实验结果： 定义输入函数为M[64]，进行CMAC验证时，截取M[64]的长度各不相同，消息长度分别选择为0(输入消息为0)，40(消息长度不为分组长度16的整数倍)，64(消息长度为分组长度16的整数倍)，得到如下结果。 六、思考题 1.AES 解密算法和AES 的逆算法之间有什么不同？ a.字节替代时，所用替代盒不同，加密sbox，解密用Invsbox； b.行移位方向不同，加密为各行分别左移0~3位，解密为各行右移0~3位； c.列混淆所用矩阵不同，两个矩阵互为逆； d.轮密钥加各轮使用密钥不同，加密时从w[0]用到w[10]，为解密时从w[10]用到w[0]; e.对应轮运算顺序不同，加密每轮运算分别为字节替代、行移位、列混淆、轮密钥加，而解密时为逆向行移位、逆向字节替代、轮密钥加、逆向列混淆。 2.CMAC 与HMAC 相比，有什么优点？ a.CMAC可处理长度不为分组长度整数倍的消息； b.HMAC的安全性依赖于嵌入Hash函数的强度；