2022年AES加密解密的实现[整 .pdf

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1、指导老师评阅成绩表学习与工作态度（30%）选题意义（10%）文献综述（10%）研究水平与设计能力（20%）课程设计说明书（论文）撰写质量（20%）设计创新（10%）总分指导老师签名：年月日课程设计答辩记录及评价表学生讲述情况教师主要提问记录学生回答问题情况答辩评分评分项目分值评价参考标准评分总分优良中及格差选题意义10 9 8 7 6 4 文献综述10 9 8 7 6 4 研究水平与设计能力20 19 17 15 13 10 课程设计说明书（论文）撰写质量20 19 17 15 13 10 设计创新10 9 8 7 6 4 答辩效果30 28 25 22 19 15 答辩小组成员签名答辩小组组

2、长签名：年月日课程设计成绩评定表成绩汇总评分项目评分比例分数课程设计总分指导老师评分50%答辩小组评分50%附件：课程设计成绩评价表名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 33 页 -目录1.背景与意义 .12.系统设计 .12.1 系统主要目标.12.2 主要软件需求（运行环境）.22.3 功能模块与系统结构.23.系统功能程序设计.53.1 基本要求部分.53.1.1字节替换.53.1.2行移位.63.1.3列混合.83.1.4轮密钥加.93.1.5密钥调度.10 3.1.6逆字节替换.12 3.1.7逆行移位.12 3.1.8逆列混合.13 3.1.9输出中间状态s

3、tate和轮密钥 temp.14 3.1.10加密.14 3.1.11解密.16 3.2 较高要求部分.17 3.2.1 密钥长度 192,256 的实现 .17 3.2.2 密钥采用 ASCII 码.17 3.2.3 明文分组和自动填充.18 3.2.4 任意字符串加密.19 3.2.5 文件加密解密 .20 3.2.6 简单计时 .21 3.2.7 合理的结构和简单加工的交互界面.22 3.3 程序界面预览.22 4.测试报告 .23 4.1 测试标准加密解密功能.23 4.2 测试字符串加密和解密功能.24 4.2.1 加密 .24 4.2.2 解密 .25 4.3 测试文件加密和解密功

4、能.27 4.3.1 加密 .27 4.3.2 解密 .28 4.4 测试中发现的一些问题.29 5.结论 .31 参考文献 .31 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 33 页 -第 1 页 共 33 页1.背景与意义科技的发展使计算机深入到了我们生活的的方方面面，计算机在带来方便和提高了工作效率的同时却也带来了各种各样的新问题，其中信息安全问题最为突出，随着计算机信息安全要求的不断提高,计算机保密系统已变得越来越重要，所以我们需要一种较为可靠的加密算法来保护我们信息的安全。由于 DES已经无法满足高保密性的要求，美国于1997 年 1 月开始征集新一代数据加密标准

5、（即高级数据加密标准，Advanced Encryption Standard，AES）。2000 年 10 月 2 日，正式宣布选择比利时密码学家所开发的Rijndael算法成为AES的最终算法。AES（The Advanced Encryption Standard）是美国国家标准与技术研究所用于加密电子数据的规范。它被预期能成为人们公认的加密包括金融、电信和政府数字信息的方法。AES 是一个新的可以用于保护电子数据的加密算法。明确地说，AES 是一个迭代的、对称密钥分组的密码，它可以使用128、192 和 256 位密钥，并且用 128 位（16 字节）分组加密和解密数据。与公共密钥密码

6、使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换和替换输入数据。2.系统设计2.1 系统主要目标基本要求部分：1.在深入理解AES加密/解密算法理论的基础上，设计一个AES加密/解密软件系统；2.完成一个明文分组的加解密，明文和密钥是十六进制，长度都为128 比特（32 个 16 进制数），按照标准输入明文和密钥，输出密文，进行加密后，能够进行正确的解密；3.程序运行时要求输出每一轮使用的密钥，以及每一轮中字节替代、行移位、列混合和密钥加等每一步操作之后的16 进制表示的值；4.提供运行标准示

7、例的选项；5.程序有良好的人机交互操作；6.提供所设计系统的报告及完整的软件。较高要求部分：1可实现 AES128,AES192,AES256三种密钥长度加密方式；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 33 页 -第 2 页 共 33 页2密钥以 ASCII 码形式读入；3.可实现明文自动分组功能和自动填充分组功能,并能正确加解密；4.可实现任意字符（如中文）的加密和正确解密；5.可实现任意小的文件加密，并能正确解密；6.简单的计时功能；7.程序代码有比较好的结构，函数模块划分合理。2.2 主要软件需求（运行环境）本软件适用VC语言编写，编译成功后的EXE文件可以在装有

8、windows 系统的任何计算机上使用。测试平台：Windows 7 Professional 使用软件：Visual C+6.0 2.3 功能模块与系统结构AES算法是一个数据块长度和密钥长度都可变的迭代分组加密算法，数据块长度和密钥长度可以为128、192、256 位。在加密前对数据块做预处理。首先，把数据块分组，16 字节一组，然后把字记为列的形式(如下图)：AES把 128 位的输入看作是一个由16 个字节组成的向量，并用一个 44 的列矩阵的形式来表示。按同样的方式表示一个密钥矩阵，如图所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 33 页 -第 3 页 共 3

9、3 页我们用 Nb 表示一个数据块中字的个数(列的个数)，这里我们用标准算法,Nb=4；用 Nk表示密钥中字的个数(列的个数)，算法轮数Nr 由 Nb和 Nk共同决定。如下表：Nr Nb=4 Nk=4 10 Nk=6 12 Nk=8 14 通过 Nr 和 Nk的值，我们就可以确定AES中每个分组进行加密的轮数。AES一轮分组的加密过程如图所示：明文 X Nr 轮迭代密文 Y 子密钥0K(a)AES 算法框图(*)X字节代替行移位列混合rX1K(b)一轮 AES 结构名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 33 页 -第 4 页 共 33 页本 AES系统的一些主要的关键函

10、数设置如下表所示：其中，Cipher 函数按加密流程图调用AddRounkey，SubBytes，ShiftRows，MixColumns函数实现一个分组的加密。而 InvCipher函数按 解密流程调用 AddRounkey，InvShiftRows，InvSubBytes，InvMixColumns函数实现一个分组的解密。本 AES加解密的结构如图所示：函数含义KeyExpansion 密钥扩展SutBytes 字节替代ShiftRows 行移位变换MixColumns 列混合变换AddRoundkey 轮密钥加NkNr 计算加密轮数InvCipher 解密一个分组Cipher 加密一个分

11、组InvMixColumns 逆列混合InvShiftRows 逆行移位InvSubBytes 逆字节替代Readtext 读文本文件名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 33 页 -第 5 页 共 33 页Example 调用了 NkNr，KeyExpansion，Cipher，InvCipher进行加密和解密演示Encrypt调用了 NkNr，Readtext，KeyExpansion，Cipher 进行字符串加密Decrypt调用了 NkNr，Readtext，KeyExpansion，InvCipher进行字符串解密Edfile 调用了 NkNr，Readtex

12、t，KeyExpansion，Cipher(或 InvCipher)进行文件的加密或解密。3.系统功能程序设计3.1 基本要求部分3.1.1 字节替换字节变换是一个关于字节的非线性变换。字节变换由S盒（S-Box）完成，它是可逆的，且由两个可逆变换复合而成。其中加密S-BOX用于加密过程，逆S-BOX用于解密过程。Main Menu 1 到 5？Example Encrypt Decrypt Edfile 输入选项x X=1 X=2 X=3 X=4ORX=5 否名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 33 页 -第 6 页 共 33 页通过查表取输出的方式，若要查找状态中

13、的一个字节xy,选取 S盒中第 x 行第 y 列对应的字节就是替换后的输出。结构如图所示：关键代码：void SubBytes()int i,j;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)stateij=getSBoxValue(stateij);3.1.2 行移位行移位根据不同的分组长度做相应的循环左移位运算。行1 不移位，行2 移 c1 字节，行 3 移 c2 字节，行 4 移 c3 字节。结构如图所示：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 33 页 -第 7 页 共 33 页关键代码：void ShiftRows()int i,j;char temp

14、;temp=state10;state10=state11;state11=state12;state12=state13;state13=temp;temp=state20;state20=state22;state22=temp;temp=state21;state21=state23;state23=temp;temp=state30;state30=state33;state33=state32;state32=state31;state31=temp;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 33 页 -第 8 页 共 33 页3.1.3 列混合它只在 AES的第

15、 0，1，Nr 一 1 轮中使用，在第N r 轮中不使用该变换。乘积矩阵中的每个元素都是一行和一列对应元素的乘积之和。在MixColumns 变换中，乘法和加法都是定义在 GF(82)上的。State 的每一列 (jib,)1=0，,3；J=0，bL被理解为 GF(82上 的 多 项 式，该 多 项 式 与 常 数 多 项 式012233)(axaxaxaxa相 乘 并 模1)(4xxm。这个运算需要做GF(82)上的乘法。但由于所乘的因子是三个固定的元素02、03、01，所以这 些 乘 法 运 算 仍 然 是 比 较 简 单 的（注 意 到 乘 法 运 算 所 使 用 的 模 多 项 式 为

16、1)(348xxxxxm）。设一个字节为b=(b7b6b5b4b3b2b1b0)，则b01=b；b02=(b6b5b4b3b2b1b00)+(000b7b70b7b7)；b03=b01+b02。列混合运算可以表示为GF(28)上的矩阵变换：00112233ba02030101ba01020301b01010203a03010102ba这里我们先定义域上的乘法到时候直接调用unsigned char x01(unsigned char b)return b;unsigned char x02(unsigned char b)if(b 0 x80)/判断最高位是否为1,10000000为 0 x8

17、0 return(b1);/左移一位 else 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 33 页 -第 9 页 共 33 页return(b1)0 x1b);/左移一位与16 进制 1b 异或 .以下省略关键代码：void MixColumns(unsigned char x44)int r=0,c=0;unsigned char temp44;for(r=0;r4;r+)for(c=0;c4;c+)temprc=xrc;for(c=0;c4;c+)x0c=x02(temp0c)x03(temp1c)x01(temp2c)x01(temp3c);x1c=x01(temp

18、0c)x02(temp1c)x03(temp2c)x01(temp3c);x2c=x01(temp0c)x01(temp1c)x02(temp2c)x03(temp3c);x3c=x03(temp0c)x01(temp1c)x01(temp2c)x02(temp3c);3.1.4 轮密钥加在轮密钥加法操作中，轮密钥简单地地使用按位异或操作，轮密钥通过密钥调度过程，对密钥进行扩展而得到，然后明文与相应的子密钥异或即可。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 33 页 -第 10 页 共 33 页关键代码：void AddRoundKey(int round)int i,j

19、;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)stateji=RoundKeyround*Nb*4+i*Nb+j;/找到对应的子密钥异或 3.1.5 密钥调度密钥调度包括两个部分：密钥扩展和轮密钥选取。密钥扩展的作用是在数据加密/解密前得到轮变换中中使用的轮密钥，其基本原则是：1)轮密钥的密钥长度为分组长乘以（1+Nr），如果分组长为128bit，轮数为了10，则轮密钥的长度为128*（10+1）=1408bit；2)种子密钥扩展为扩展密钥，种子密钥长度为4*NK个字节；3)轮密钥由以下方法从扩展密钥中获得：对第1 轮密钥由前Nb个字构成；第2 轮密钥由第二个 Nb 个字节即第Nb

20、+1 个字到第 2Nb个字构成；以下依次类推。扩展密钥用数组w(Nb*(Nr+1)表示，前 Nk 个字是原密钥，其它密钥字通过计算方法生成。子字节变换是一个返回4 个字节的函数，每个字节都是它输入字中相应位置字节通过S盒作用后的结果。循环左移变换返回的是这4 个字节经循环置换后的字，即将该字循环左移一个字节，如输入字为 w=(a0,a1,a2,a3)，则变换后输出字为w=(a1,a2,a3,a0)。扩展密钥的前Nk个字由种子密钥构成，随后的字 wi 等于字 wi-1经一些变换后得到的字temp 和字 Wi-Nk 异或而成；而且对位置为Nk倍数的字变换中不仅运用了循环左移变换和子字节变换，还运用

21、了轮常数Rcon对变换后的字temp 进行异或。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 33 页 -第 11 页 共 33 页对轮常数的定义为：Rconi=(Rci，00，00，00)而 Rci表示在有限域GF（28）中 xi-1的值，即：Rci=1 (即 01)Rci=x(Rci-1)=xi-1关键代码：void KeyExpansion()int i,j;char temp4,k;for(i=0;iNk;i+)/首轮轮密钥是自身 RoundKeyi*4=Keyi*4;RoundKeyi*4+1=Keyi*4+1;RoundKeyi*4+2=Keyi*4+2;Roun

22、dKeyi*4+3=Keyi*4+3;while(i (Nb*(Nr+1)/通过 Nr 长度计算轮密钥的长度 for(j=0;j4;j+)tempj=RoundKey(i-1)*4+j;/前一列 if(i%Nk=0)/i整除 Nk 时有其他变换 k=temp0;/左移一位 temp0=temp1;temp1=temp2;temp2=temp3;temp3=k;temp0=getSBoxValue(temp0);/查 S 盒 temp1=getSBoxValue(temp1);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 33 页 -第 12 页 共 33 页 temp2=ge

23、tSBoxValue(temp2);temp3=getSBoxValue(temp3);temp0=temp0 Rconi/Nk;/每组第一个与Rcon异或 RoundKeyi*4+0=RoundKey(i-Nk)*4+0 temp0;/得到轮密钥 RoundKeyi*4+1=RoundKey(i-Nk)*4+1 temp1;RoundKeyi*4+2=RoundKey(i-Nk)*4+2 temp2;RoundKeyi*4+3=RoundKey(i-Nk)*4+3 temp3;i+;3.1.6 逆字节替换和字节替代类似，只是所用的S 盒不同关键代码：void InvSubBytes()int

24、 i,j;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)stateij=getSBoxInvert(stateij);3.1.7 逆行移位行移位根据不同的分组长度做相应的循环右移位运算。行1 不移位，行2 移 c1 字节，行 3 移 c2 字节，行 4 移 c3 字节，与行移位相似。关键代码：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 33 页 -第 13 页 共 33 页void InvShiftRows()int i,j;char temp;temp=state13;/第二行 state13=state12;state12=state11;state11=st

25、ate10;state10=temp;temp=state20;/第三行 state20=state22;state22=temp;temp=state21;state21=state23;state23=temp;temp=state30;/第四行 state30=state31;state31=state32;state32=state33;state33=temp;3.1.8 逆列混合与列混合类似,矩阵不同关键代码：void InvMixColumns(unsigned char x44)int r=0,c=0;unsigned char temp44;for(r=0;r4;r+)for

26、(c=0;c4;c+)temprc=xrc;for(c=0;c4;c+)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 33 页 -第 14 页 共 33 页x0c=x0e(temp0c)x0b(temp1c)x0d(temp2c)x09(temp3c);x1c=x09(temp0c)x0e(temp1c)x0b(temp2c)x0d(temp3c);x2c=x0d(temp0c)x09(temp1c)x0e(temp2c)x0b(temp3c);x3c=x0b(temp0c)x0d(temp1c)x09(temp2c)x0e(temp3c);3.1.9 输出中间状态 stat

27、e 和轮密钥 temp 在每一轮字节替代,行移位,列混合,轮密钥加后添加这个函数,即可输出中间state数组或轮密钥的值,可查看中间过程.代码如下:void print(unsigned char a44)/参数如果为temp 即输出轮密钥 int i,j;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)printf(%02x,aji);printf(n);3.1.10加密通过上面所写的函数得到加密函数关键代码如下：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 33 页 -第 15 页 共 33 页void Cipher()int i,j,round=0;for(i=

28、0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)stateji=ini*4+j;AddRoundKey(0);printf(n);for(round=1;roundNr;round+)SubBytes();ShiftRows();MixColumns();AddRoundKey(round);printf(n);SubBytes();ShiftRows();AddRoundKey(Nr);for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)outi*4+j=stateji;结果存入out 数组中，再输出即可。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 33 页 -第 16

29、页 共 33 页3.1.11解密通过上面所写函数得到解密函数关键代码如下：void InvCipher()int i,j,round=0;for(i=0;i4;i+)for(j=0;j0;round-)InvShiftRows();InvSubBytes();AddRoundKey(round);InvMixColumns();printf(n);InvShiftRows();InvSubBytes();AddRoundKey(0);for(i=0;i4;i+)for(j=0;j4;j+)outi*4+j=stateji;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 33 页

30、 -第 17 页 共 33 页结果存入 out 数组中.3.2 较高要求部分3.2.1 密钥长度 192,256的实现通过输入不同的密钥长度计算出不同的Nk 密钥列数和Nr 加密轮数，将两者设为全局变量，在需要使用的函数中带入这两个变量替代原来的4 和 10 即可拥有不同长度的密钥。这里专门提出了一个计算Nk 和 Nr 的函数便于调用。代码如下：void NkNr()int len;while(len!=1&len!=2&len!=3)printf(输入想选择的密钥长度：n1-128n2-192n3-256n);scanf(%d,&len);if(len=1)Nr=128;if(len=2)N

31、r=192;if(len=3)Nr=256;Nk=Nr/32;Nr=Nk+6;3.2.2 密钥采用 ASCII 码这个功能实现很简单,直接用fscanf函数按照格式读取即可,在 txt中存入以空格分隔的ascii码便可fscanf(fp,%d,&x);/读取为 d,ascii码名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 33 页 -第 18 页 共 33 页3.2.3 明文分组和自动填充为了方便输入和修改，采用了从TXT文件中读取字符的方法来得到明文。首先，确认文件存在后用fopen 函数打开，然后用fscanf函数按照自定格式从文本文件中读取字符，对于明文用%c读取，这样

32、一个字符一个字符读入，然后存入相应的数组i，用 feof(fp)来判断是否到了文件末尾，到末尾后可以得到一个i 值，这个值比实际长度还多一位，i-1即为实际的明文长度。得到明文长度m后，m除以 16 向上取整得到轮数，因为数组下标大于m后面的都未赋值所以默认为0，然后 16 个一组进行加密，一轮完成后，把数组中后16 个值付给 015 的元素，直到轮数达成，这样便实现了明文分组填充。这里写了一个readtext函数来读取文本文件中的字符串。代码如下：/type：判断是读密钥，明文还是密文，mingzi：文件名/length：数组长度，shuzu：读完后要存入的数组int readtext(in

33、t type,const char*mingzi,int length,unsigned char shuzu)int i,j,x;unsigned char temp112345;if(type=1)MessageBox(NULL,在弹出的记事本中确认密钥n 完成后按任意键继续,消息,0);system(notepad.exe key.txt);else if(type=2)MessageBox(NULL,在弹出的记事本中确认明文n 完成后按任意键继续,消息,0);system(notepad.exe ming.txt);else MessageBox(NULL,在弹出的记事本中确认密文n

34、完成后按任意键继续,消息,0);system(notepad.exe mi.txt);getch();if(type=1)printf(密钥:);else if(type=2)printf(明文:);else printf(密文:);FILE*fp;fp=fopen(mingzi,r);for(i=0;!feof(fp);i+)if(type=1)fscanf(fp,%d,&x);/密钥是 ASCII fscanf读整型即可else if(type=2)fscanf(fp,%c,&x);/明文是字符名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 33 页 -第 19 页 共 3

35、3 页else fscanf(fp,%02x,&x);/密文是 16 进制temp1i=x;/多设一个temp1,因为 fscanf 判断结束后,会多赋数组一个值for(j=0;j(i-1);j+)shuzuj=temp1j;fclose(fp);printf(n);return i;然后判断长度并输出全部明文：m=readtext(2,ming.txt,12345,in)-1;/读明文取长度 for(k=0;km;k+)printf(%02x,ink);然后填充分组即大功告成for(l=0;l(m+15)/16);l+)/向上取整得到分组数l for(x=0;x127。需要unsigned

36、char 进行判断，char 的范围为 128 到 127 不符合要求，unsigned 为 0-255，可以用于汉字。这样，输入任意的明文都会自己在机器中转换为字节，一个汉字就自己转化为2 个字节，同样读16 进制的密文然后以字符形式输出就会自动转换为明文所输出的字符串了。没什么技术性只是定义数组的类型比较好。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 33 页 -第 20 页 共 33 页3.2.5 文件加密解密这个功能的实现细想其实和分组加解密的实现很相似，所有文件本质都是2 进制文件，这里我们用2 进制读入(rb)想加密的文件（fread），feof(fs)判断文件

37、是否结束，一个字符一个字符地都存入in 数组中，然后这里删除了源文件以便加密后覆盖，这里注意到了读取结束后得到的i 再减 1 即是长度，然后同分组加解密的方法加解密in 数组，然后一个字符一个字符写入(wb)原名字的新文件（fwrite）即完成了这一功能。缺点是这样加解密后文件后会多填 0，但不影响文件的读取。这里写了一个加解密文件的函数edfile。代码如下：void edfile(int m,unsigned char n500*1024)system(CLS);中间省略if(m=1)puts(输入要加密的文件路径:);system(explorer.exe);gets(chfs);els

38、e puts(输入要解密的文件路径:);system(explorer.exe);gets(chfs);fs=fopen(chfs,rb);if(fs)for(i=0;!feof(fs);i+)fread(&ch,sizeof(char),1,fs);ini=ch;k=i-1;/得长度 k remove(chfs);/删除源文件for(l=0;l(k+15)/16);l+)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 33 页 -第 21 页 共 33 页.中间省略fp=fopen(chfs,wb);for(i=0;i16*l;i+)ch=ni;fwrite(&ch,size

39、of(char),1,fp);/创建原名文件并写入 if(m=1)MessageBox(NULL,文件加密完成！,信息,0);else MessageBox(NULL,文件解密完成！,信息,0);fclose(fs);fclose(fp);3.2.6 简单计时这个功能使用简单的系统函数clock()完成,在程序开始时设置一个起始时钟s,在程序结束时设置一个结束时钟e，在设置一个double 型的变量t=(double)(e-s)/CLOCKS_PER_SEC;CLOCKS_PER_SEC在 time 头文件中的值定义为1000，即每秒计时1000 次，所以这里的计时最多精确到毫秒。代码如下：s

40、=clock();.中间省略 e=clock();t=(double)(e-s)/CLOCKS_PER_SEC;printf(加密此字符串并输出中间过程所用时间为：%f 秒 n,t);/输出名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 33 页 -第 22 页 共 33 页输出所用的时间即完成简单计时。3.2.7 合理的结构和简单加工的交互界面本 AES加解密实现的代码有着很好的模块划分，各个函数之间的调用关系非常清晰，各个函数的功能也可以通过函数名大概了解。程序界面和密钥明文的读取和修改方式也做了简单的改变，这样更易用和方便。使用 system(color 代码)改变了控制

41、台的颜色使用 FillConsoleOutputAttribute API函数给主界面的部分字体着色。3.3 程序界面预览主界面如图所示：通过键盘键入1-5 进入相应功能进入主菜单后的界面在测试报告中全部有相关展示，为了不浪费篇幅，这里就不详细截图说明了，请看测试报告中的内容。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页，共 33 页 -第 23 页 共 33 页4.测试报告4.1 测试标准加密解密功能在主界面下敲键盘上的1，进入密钥选择，再选1，测试 128bit密钥时的正确性。结果如图所示，明文为00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 aa bb cc d

42、d ee ff，密钥为00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f，中间过程完整输出，加密结果为69 c4 e0 d8 6a 7b 04 30 d8 cd b7 80 70 b4 c5 5a，解密后明文回复无误。与PDF中提供的标准 AES输入输出和中间过程完全相同。解密：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页，共 33 页 -第 24 页 共 33 页同理测试192 与 256bit时的标准输入输出，也完全一致，这里就不再截图说明了。4.2 测试字符串加密和解密功能4.2.1 加密在主界面下敲键盘上的2，进入密钥选择，再选

43、1，测试 128bit密钥时的正确性。此时程序会自动弹出记事本和提示.在弹出的记事本中确认以ASCII 码形式存入的密钥，确认后保存关闭，点任意键，在控制台上即可以看到当前的密钥（16 进制形式输出）。在弹出的记事本中确认以字符形式保存的明文，确认后保存关闭，点任意键，在控制台上即可看到当前的明文（16 进制形式输出）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页，共 33 页 -第 25 页 共 33 页点任意键进入加密流程，得到密文和加密输出时间。4.2.2 解密从选择密钥长度到查看密钥都与加密相同，不再详细描述。在弹出的记事本中确认以16 进制形式保存的密文，确认后保存关闭

44、，点任意键，在控制台上即可看到当前的明文（16 进制形式输出）。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页，共 33 页 -第 26 页 共 33 页点任意键进入解密流程，结果如图与加密前的明文对比，说明在128bit密钥长度下，加密任意字符串是正确无误的。同理可以测试192 和 256bit下加密解密字符串的正确性，测试结果也是正确的，这里就不再详细测试了。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 28 页，共 33 页 -第 27 页 共 33 页4.3 测试文件加密和解密功能4.3.1 加密在主界面选择4 进入文件加密。密钥长度选择和密钥确认与字符串加密步骤相同，

45、不在描述。随便选择一个word 文档来测试，先打开看看内容：在控制台中输入要加密的文件的路径，也可直接拖拽文件也能得到路径，但是注意有空格的路径去掉引号。然后敲击回车，加密完成。我们再回桌面双击，windows 无法正确打开源文件，加密成功。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 29 页，共 33 页 -第 28 页 共 33 页4.3.2 解密在主界面选择5 进入文件解密。密钥长度选择和密钥确认与字符串加密步骤相同，不在描述。输入文件路径步骤也相同。点击回车，弹出提示解密完成这时再打开源文件，发现可以正常打开了，解密成功。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 30 页

46、，共 33 页 -第 29 页 共 33 页经测试，在密钥长度192 和 256bit下也同样能够成功加解密文件，这里就不在详细描述了。4.4 测试中发现的一些问题这里对测试中发现的一些不完善的地方做一些简单说明。1.主菜单中有时候会出现循环报错的情况，不论从键盘输入什么字符都被识别为错误选项名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 31 页，共 33 页 -第 30 页 共 33 页以解决，因为读取了缓冲区的数据怎么都是错的在 scanf 后添加一条清空键盘缓冲区的函数fflush(stdin)即可清空缓冲区！解决。2.在拖拽文件进控制台的时候有时候会丢失第一个字符，如图，丢失了 c

47、 盘盘符，可能是因为调用函数前加了一个getchar();但去掉后运行到此就会直接报错无法运行这个问题用fflush(stdin)好像又解决了详情还不是很清楚。3.一些地方没有进行错误的处理,有待改进,比如读取Key 的时候没有判断是不是ASCII码,文件解密后会多出一些添了0 的字节但不影响读取,这些问题也待解决。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 32 页，共 33 页 -第 31 页 共 33 页5.结论虽然这次密码学课程设计留下的时间比较充裕，但是做的还是比较匆忙，在中期检查之前都没有花太多时间来想这件事情，不过这后面几周时间花在这次课程设计上的时间自认为还是很多了，本来

48、只是想完成基本功能就草草结束，但是在进行作业的过程中还是感觉到远远不够，所以还是实现了高级要求中的一部分功能，因为以前编程的经验实在很少，所以功能的实现也算一个小小的考验，而功能实现后，又发现代码搞得相当凌乱没有条理，把代码模块化也花了一些精力，模块化的过程中又出现了很多问题，总会在一些基础问题上花很多时间，比如参数传递这些小问题这才发现一份漂亮的代码真不是那么容易就可以写出来的代码进展其实并不快，直到临近答辩的前两天才修改好了了一个自己较为满意的版本，而就算是这个最终代码也还是有一些不满意的地方，比如一些小bug，比如没有做高级界面，只是在控制台的基础上美化和加工，其实这些也都是时间没有处理

49、好的结果最后在测试代码的时候解决了一个小问题还是挺让我高兴的在这次课程设计的过程中，自认为还是小有收获，至少C 语言是好好复习了一遍也强化了编程的思想，更有了模块化，函数化的思想，也对编程更多了点信心。虽然这次设计看上去挺简单的，但还是花了不少精神，离很多人的代码虽然还是有一些距离，比如这个界面，但是自己做的东西还是怎么看都顺眼啊流水账说完了，最后还是希望自己能越来越进步，更上一层楼。参考文献1 谭浩强 C 程序设计（第三版）清华大学出版社2005 2 张海藩软件工程导论（第四版）清华大学出版社2003 3 张仕斌等应用密码学西安电子科技大学出版社2009 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 33 页，共 33 页 -