Programming$/Crypto

AES-128 암호화 복호화 C로 짜기 (미완본)

ch4rli3kop 2018. 1. 1. 16:22
반응형

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
#include<iostream>
#include<string>
#include<sstream>
#include<fstream>
 
using namespace std;
 
static const unsigned int sbox[256= {
 
    0x630x7c0x770x7b0xf20x6b0x6f0xc50x300x010x670x2b0xfe0xd70xab0x76,
    0xca0x820xc90x7d0xfa0x590x470xf00xad0xd40xa20xaf0x9c0xa40x720xc0,
    0xb70xfd0x930x260x360x3f0xf70xcc0x340xa50xe50xf10x710xd80x310x15,
    0x040xc70x230xc30x180x960x050x9a0x070x120x800xe20xeb0x270xb20x75,
    0x090x830x2c0x1a0x1b0x6e0x5a0xa00x520x3b0xd60xb30x290xe30x2f0x84,
    0x530xd10x000xed0x200xfc0xb10x5b0x6a0xcb0xbe0x390x4a0x4c0x580xcf,
    0xd00xef0xaa0xfb0x430x4d0x330x850x450xf90x020x7f0x500x3c0x9f0xa8,
    0x510xa30x400x8f0x920x9d0x380xf50xbc0xb60xda0x210x100xff0xf30xd2,
    0xcd0x0c0x130xec0x5f0x970x440x170xc40xa70x7e0x3d0x640x5d0x190x73,
    0x600x810x4f0xdc0x220x2a0x900x880x460xee0xb80x140xde0x5e0x0b0xdb,
    0xe00x320x3a0x0a0x490x060x240x5c0xc20xd30xac0x620x910x950xe40x79,
    0xe70xc80x370x6d0x8d0xd50x4e0xa90x6c0x560xf40xea0x650x7a0xae0x08,
    0xba0x780x250x2e0x1c0xa60xb40xc60xe80xdd0x740x1f0x4b0xbd0x8b0x8a,
    0x700x3e0xb50x660x480x030xf60x0e0x610x350x570xb90x860xc10x1d0x9e,
    0xe10xf80x980x110x690xd90x8e0x940x9b0x1e0x870xe90xce0x550x280xdf,
    0x8c0xa10x890x0d0xbf0xe60x420x680x410x990x2d0x0f0xb00x540xbb0x16
};
 
 static const unsigned int Inverse_sbox[256= {
    0x520x090x6A0xD50x300x360xA50x380xBF0x400xA30x9E0x810xF30xD70xFB,
    0x7C0xE30x390x820x9B0x2F0xFF0x870x340x8E0x430x440xC40xDE0xE90xCB,
    0x540x7B0x940x320xA60xC20x230x3D0xEE0x4C0x950x0B0x420xFA0xC30x4E,
    0x080x2E0xA10x660x280xD90x240xB20x760x5B0xA20x490x6D0x8B0xD10x25,
    0x720xF80xF60x640x860x680x980x160xD40xA40x5C0xCC0x5D0x650xB60x92,
    0x6C0x700x480x500xFD0xED0xB90xDA0x5E0x150x460x570xA70x8D0x9D0x84,
    0x900xD80xAB0x000x8C0xBC0xD30x0A0xF70xE40x580x050xB80xB30x450x06,
    0xD00x2C0x1E0x8F0xCA0x3F0x0F0x020xC10xAF0xBD0x030x010x130x8A0x6B,
    0x3A0x910x110x410x4F0x670xDC0xEA0x970xF20xCF0xCE0xF00xB40xE60x73,
    0x960xAC0x740x220xE70xAD0x350x850xE20xF90x370xE80x1C0x750xDF0x6E,
    0x470xF10x1A0x710x1D0x290xC50x890x6F0xB70x620x0E0xAA0x180xBE0x1B,
    0xFC0x560x3E0x4B0xC60xD20x790x200x9A0xDB0xC00xFE0x780xCD0x5A0xF4,
    0x1F0xDD0xA80x330x880x070xC70x310xB10x120x100x590x270x800xEC0x5F,
    0x600x510x7F0xA90x190xB50x4A0x0D0x2D0xE50x7A0x9F0x930xC90x9C0xEF,
    0xA00xE00x3B0x4D0xAE0x2A0xF50xB00xC80xEB0xBB0x3C0x830x530x990x61,
    0x170x2B0x040x7E0xBA0x770xD60x260xE10x690x140x630x550x210x0C0x7D
 };
 
static const int rcon[10= {
    0x010000000x020000000x040000000x080000000x100000000x200000000x400000000x800000000x1b0000000x36000000
};
 
void Subbytes(unsigned char* block) {
    for (int i = 0; i<16; i++
        block[i] = sbox[block[i]];
}
 
void Inverse_Subbytes(unsigned char* block) {
    for (int i = 0; i<16; i++
        block[i] = Inverse_sbox[block[i]];
}
 
void Copy(unsigned char* A, unsigned char* B) {
    for (int i = 0; i < 16; i++)
        A[i] = B[i];
}
 
void ShiftRows(unsigned char* block) {
    unsigned char A[16];
    Copy(A, block);
 
    block[0= A[0];
    block[4= A[4];
    block[8= A[8];
    block[12= A[12];
 
    block[1= A[5];
    block[5= A[9];
    block[9= A[13];
    block[13= A[1];
 
    block[2= A[10];
    block[6= A[14];
    block[10= A[2];
    block[14= A[6];
 
    block[3= A[15];
    block[7= A[3];
    block[11= A[7];
    block[15= A[11];
}
 
void Inverse_ShiftRows(unsigned char* block) {
    unsigned char A[16];
    Copy(A, block);
 
    block[0= A[0];
    block[4= A[4];
    block[8= A[8];
    block[12= A[12];
 
    block[1= A[13];
    block[5= A[1];
    block[9= A[5];
    block[13= A[9];
 
    block[2= A[10];
    block[6= A[14];
    block[10= A[2];
    block[14= A[6];
 
    block[3= A[7];
    block[7= A[11];
    block[11= A[15];
    block[15= A[3];
}
 
#define MUL2(a)    (a << 1) ^ (a & 0x80 ? 0x1b : 0)
#define MUL3(a)    MUL2(a) ^ a
#define MUL4(a)    MUL2( MUL2(a) )
#define MUL8(a)    MUL2( MUL2( MUL2(a)))
#define MUL9(a)    MUL8(a) ^ a
#define MULB(a)    MUL8(a) ^ MUL2(a) ^ a
#define MULD(a)    MUL8(a) ^ MUL4(a) ^ a
#define MULE(a)    MUL8(a) ^ MUL4(a) ^ MUL2(a)
 
void Mixcolumn(unsigned char* block) {
    unsigned char tmp[16];
 
    tmp[0= MUL2(block[0]) ^ MUL3(block[1]) ^ block[2] ^ block[3];
    tmp[1= block[0] ^ MUL2(block[1]) ^ MUL3(block[2]) ^ block[3];
    tmp[2= block[0] ^ block[1] ^ MUL2(block[2]) ^ MUL3(block[3]);
    tmp[3= MUL3(block[0]) ^ block[1] ^ block[2] ^ MUL2(block[3]);
 
    tmp[4= MUL2(block[4]) ^ MUL3(block[5]) ^ block[6] ^ block[7];
    tmp[5= block[4] ^ MUL2(block[5]) ^ MUL3(block[6]) ^ block[7];
    tmp[6= block[4] ^ block[5] ^ MUL2(block[6]) ^ MUL3(block[7]);
    tmp[7= MUL3(block[4]) ^ block[5] ^ block[6] ^ MUL2(block[7]);
 
    tmp[8= MUL2(block[8]) ^ MUL3(block[9]) ^ block[10] ^ block[11];
    tmp[9= block[8] ^ MUL2(block[9]) ^ MUL3(block[10]) ^ block[11];
    tmp[10= block[8] ^ block[9] ^ MUL2(block[10]) ^ MUL3(block[11]);
    tmp[11= MUL3(block[8]) ^ block[9] ^ block[10] ^ MUL2(block[11]);
 
    tmp[12= MUL2(block[12]) ^ MUL3(block[13]) ^ block[14] ^ block[15];
    tmp[13= block[12] ^ MUL2(block[13]) ^ MUL3(block[14]) ^ block[15];
    tmp[14= block[12] ^ block[13] ^ MUL2(block[14]) ^ MUL3(block[15]);
    tmp[15= MUL3(block[12]) ^ block[13] ^ block[14] ^ MUL2(block[15]);
 
    for (int i = 0; i<16; i++)
        block[i] = tmp[i];
}
 
void Inverse_Mixcolumn(unsigned char* block){
    unsigned char tmp[16];
 
    tmp[ 0= MULE(block[0]) ^ MULB(block[1]) ^ MULD(block[2]) ^ MUL9(block[3]) ;
    tmp[ 1= MUL9(block[0]) ^ MULE(block[1]) ^ MULB(block[2]) ^ MULD(block[3]) ;
    tmp[ 2= MULD(block[0]) ^ MUL9(block[1]) ^ MULE(block[2]) ^ MULB(block[3]) ;
    tmp[ 3= MULB(block[0]) ^ MULD(block[1]) ^ MUL9(block[2]) ^ MULE(block[3]) ;
 
    tmp[ 4= MULE(block[4]) ^ MULB(block[5]) ^ MULD(block[6]) ^ MUL9(block[7]) ;
    tmp[ 5= MUL9(block[4]) ^ MULE(block[5]) ^ MULB(block[6]) ^ MULD(block[7]) ;
    tmp[ 6= MULD(block[4]) ^ MUL9(block[5]) ^ MULE(block[6]) ^ MULB(block[7]) ;
    tmp[ 7= MULB(block[4]) ^ MULD(block[5]) ^ MUL9(block[6]) ^ MULE(block[7]) ;
 
    tmp[ 8= MULE(block[8]) ^ MULB(block[9]) ^ MULD(block[10]) ^ MUL9(block[11]) ;
    tmp[ 9= MUL9(block[8]) ^ MULE(block[9]) ^ MULB(block[10]) ^ MULD(block[11]) ;
    tmp[10= MULD(block[8]) ^ MUL9(block[9]) ^ MULE(block[10]) ^ MULB(block[11]) ;
    tmp[11= MULB(block[8]) ^ MULD(block[9]) ^ MUL9(block[10]) ^ MULE(block[11]) ;
 
    tmp[12= MULE(block[12]) ^ MULB(block[13]) ^ MULD(block[14]) ^ MUL9(block[15]) ;
    tmp[13= MUL9(block[12]) ^ MULE(block[13]) ^ MULB(block[14]) ^ MULD(block[15]) ;
    tmp[14= MULD(block[12]) ^ MUL9(block[13]) ^ MULE(block[14]) ^ MULB(block[15]) ;
    tmp[15= MULB(block[12]) ^ MULD(block[13]) ^ MUL9(block[14]) ^ MULE(block[15]) ;
}
 
void KeySchedule(unsigned char* Key,unsigned char(* RoundKey)[16]) {
    Copy(RoundKey[0], Key);
 
    int tmp[44= { 0 };
 
    tmp[0= ((int)Key[0<< 24+ ((int)Key[1<< 16+ ((int)Key[2<< 8+ (int)Key[3];
    tmp[1= ((int)Key[4<< 24+ ((int)Key[5<< 16+ ((int)Key[6<< 8+ (int)Key[7];
    tmp[2= ((int)Key[8<< 24+ ((int)Key[9<< 16+ ((int)Key[10<< 8+ (int)Key[11];
    tmp[3= ((int)Key[12<< 24+ ((int)Key[13<< 16+ ((int)Key[14<< 8+ (int)Key[15];
 
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        unsigned int TMP = (tmp[4 * i - 1<< 8| (tmp[4 * i - 1>> 24);        //rotate
        
        TMP = sbox[(TMP & (unsigned int)0xFF000000)>>24| sbox[(TMP & (unsigned int)0x00FF0000)>>16| sbox[(TMP & (unsigned int)0x0000FF00)>>8| sbox[TMP & (unsigned int)0x000000FF];    //subword
                                 
        TMP ^= rcon[i - 1];        //rcon
 
        tmp[4 * i] = tmp[4 * (i - 1)] ^ TMP;
        tmp[4 * i + 1= tmp[4 * i] ^ tmp[4 * (i - 1+ 1];
        tmp[4 * i + 2= tmp[4 * i + 1] ^ tmp[4 * (i - 1+ 2];
        tmp[4 * i + 3= tmp[4 * i + 2] ^ tmp[4 * (i - 1+ 3];
    }
 
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        unsigned char tmp_roundkey[16];
 
        for (int j = 0; j<4; j++) {
            tmp_roundkey[4 * j + 0= (char)(tmp[4 * i + j] >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 1= (char)(tmp[4 * i + j] << 8 >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 2= (char)(tmp[4 * i + j] << 16 >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 3= (char)(tmp[4 * i + j] << 24 >> 24);
        }
        Copy(RoundKey[i], tmp_roundkey);
    }
}
 
void Inverse_KeySchedule(unsigned char* Key,unsigned char(* RoundKey)[16]) {
    Copy(RoundKey[11], Key);
 
    int tmp[44= { 0 };
 
    tmp[0= ((int)Key[0<< 24+ ((int)Key[1<< 16+ ((int)Key[2<< 8+ (int)Key[3];
    tmp[1= ((int)Key[4<< 24+ ((int)Key[5<< 16+ ((int)Key[6<< 8+ (int)Key[7];
    tmp[2= ((int)Key[8<< 24+ ((int)Key[9<< 16+ ((int)Key[10<< 8+ (int)Key[11];
    tmp[3= ((int)Key[12<< 24+ ((int)Key[13<< 16+ ((int)Key[14<< 8+ (int)Key[15];
 
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        unsigned int TMP = (tmp[4 * i - 1<< 8| (tmp[4 * i - 1>> 24);        //rotate
        
        TMP = sbox[(TMP & (unsigned int)0xFF000000)>>24| sbox[(TMP & (unsigned int)0x00FF0000)>>16| sbox[(TMP & (unsigned int)0x0000FF00)>>8| sbox[TMP & (unsigned int)0x000000FF];    //subword
                                        
        TMP ^= rcon[i - 1];        //rcon
 
        tmp[4 * i] = tmp[4 * (i - 1)] ^ TMP;
        tmp[4 * i + 1= tmp[4 * i] ^ tmp[4 * (i - 1+ 1];
        tmp[4 * i + 2= tmp[4 * i + 1] ^ tmp[4 * (i - 1+ 2];
        tmp[4 * i + 3= tmp[4 * i + 2] ^ tmp[4 * (i - 1+ 3];
    }
 
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        unsigned char tmp_roundkey[16];
 
        for (int j = 0; j<4; j++) {
            tmp_roundkey[4 * j + 0= (char)(tmp[4 * i + j] >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 1= (char)(tmp[4 * i + j] << 8 >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 2= (char)(tmp[4 * i + j] << 16 >> 24);
            tmp_roundkey[4 * j + 3= (char)(tmp[4 * i + j] << 24 >> 24);
        }
        Copy(RoundKey[10-i], tmp_roundkey);
    }
}
 
void Add_RoundKey(unsigned char* block,unsigned char* RoundKey) {
    for (int i = 0; i<16; i++)
        block[i] ^= RoundKey[i];
}
 
void AES_Encrypt(char* input_data, char* output_data, int size) {
    unsigned char block[16];                //block 은 평문을 16바이트 단위로 쪼갠것.
    unsigned char Key[] = "ABCDEFGHIJKLMNOP";
    unsigned char RoundKey[11][16];
 
    int block_number = size / 16;
 
    KeySchedule(Key, RoundKey);
 
    for (int i = 0; i<block_number; i++) {
        for(int k=0;k<16;k++)
            block[k]=input_data[i*k];
 
        Add_RoundKey(block, RoundKey[0]);
 
        for (int j = 0; j<10; j++) {
            Subbytes(block);
            ShiftRows(block);
            if (j != 10)
                Mixcolumn(block);
            Add_RoundKey(block, RoundKey[j + 1]);
        }
        for (int m = 0; m < 16; m++)
            output_data[i * 16 + m] = block[m];
    }
}
 
 
void AES_Decrypt(char* input_data, char* output_data, int size) {
    unsigned char block[16];                //block 은 평문을 16바이트 단위로 쪼갠것.
    unsigned char Key[] = "ABCDEFGHIJKLMNOP";
    unsigned char RoundKey[11][16];
 
    int block_number = size / 16;
 
    Inverse_KeySchedule(Key, RoundKey);
 
    for (int i = 0; i<block_number; i++) {
        for(int k=0;k<16;k++)
            block[k]=input_data[i*k];
 
        Add_RoundKey(block, RoundKey[0]);
 
        for (int j = 0; j<9; j++) {
            Inverse_ShiftRows(block);
            Inverse_Subbytes(block);
            Inverse_Mixcolumn(block);
            Add_RoundKey(block, RoundKey[j+1]);
        }
        Inverse_ShiftRows(block);
        Inverse_Subbytes(block);
        Add_RoundKey(block, RoundKey[10]);
 
        for (int m = 0; m < 16; m++)
            output_data[i * 16 + m] = block[m];
    }
}
 
int main() {
 
    ifstream input("aaa.txt", ios::binary);
    string input_data = "";
    ofstream output("bbb.txt", ios::binary);
    ofstream output2("ccc.txt", ios::binary);
 
 
    int size, padding=0;
 
    if (input.is_open()) {
        input.seekg(0, ios::end);
        size = input.tellg();
        input_data.resize(size);
        input.seekg(0, ios::beg);
        input.read(&input_data[0], size);
    }
    else
        cout << "file not found" << endl;
 
    while(size % 16 != 0) {
        if (size % 16 == 0)
            break;
        size++;
        padding++;
    }
    
    char* p = new char[size];
    char* output_data = new char[size];
    char* output2_data = new char[size];
 
    for(int i=0;i<size-padding;i++)
        p[i]=input_data[i];
    for(int i=0;i<padding;i++)
        p[i]=NULL;
    
    AES_Encrypt(p, output_data,size);
 
    if (output.is_open()) {
        output << output_data;
    }
 
    //cout << output_data << endl;
 
    AES_Decrypt(output_data, output2_data,size);
 
    if (output2.is_open()) {
        output2 << output2_data;
    }
    //cout << output2_data << endl;
    system("pause");
}
 
 
cs

완성본 어디로 날라가서 이것밖에 안 남았다...


반응형

'Programming$ > Crypto' 카테고리의 다른 글

caesor / mono alphabatic / vigenere  (0) 2020.04.19
python3 AES 암복호화  (0) 2019.10.27
python으로 vigenere solver 짜기  (0) 2017.10.16