基于C语言实现的aes256加密算法示例

这里我们将详细讲解如何基于C语言实现AES256加密算法的示例代码。本文分为以下几个部分：

1. 引言
2. 算法原理
3. 实现方法
4. 示例说明1：加密文件
5. 示例说明2：加密字符串

引言

AES（Advanced Encryption Standard），也称Rijndael加密法，是一种常见的对称密钥加密算法。AES使用对称密钥进行加密和解密，加密和解密过程完全相同。本文将讲解如何基于C语言实现AES256加密算法，并提供两个示例说明。

算法原理

AES加密算法中使用的密钥长度是128、192或256位。密钥长度越长，破解难度越大。其中，AES256是指密钥长度为256位的AES加密算法。

AES加密算法中，将明文（Plaintext）按照一定规则划分成若干块，每一块的长度为128位。然后，通过代换和置换等一系列复杂的算法对每一块进行加密处理，最后得到密文（Ciphertext）。解密过程同理，将密文进行解密操作即可得到原始明文。

实现方法

以下是使用C语言实现AES256加密算法的代码。代码中使用了openssl库提供的函数来进行加密和解密操作。

#include <openssl/aes.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void encrypt_file(const char *in_file, const char *out_file, const char *key_str)
{
    AES_KEY key;
    int ret;
    unsigned char key_buf[32];

    memset(key_buf, 0, sizeof(key_buf));
    strncpy(key_buf, key_str, sizeof(key_buf));

    ret = AES_set_encrypt_key(key_buf, 256, &key);
    if (ret < 0) {
        printf("error: AES_set_encrypt_key failed.\n");
        return;
    }

    FILE *fin = fopen(in_file, "rb");
    if (!fin) {
        printf("error: failed to open input file.\n");
        return;
    }

    FILE *fout = fopen(out_file, "wb");
    if (!fout) {
        printf("error: failed to open output file.\n");
        fclose(fin);
        return;
    }

    unsigned char in_buf[16];
    unsigned char out_buf[16];
    int len;

    while ((len = fread(in_buf, 1, 16, fin)) > 0) {
        if (len < 16) {
            memset(in_buf + len, 0, 16 - len);
        }

        AES_encrypt(in_buf, out_buf, &key);
        fwrite(out_buf, 1, 16, fout);
    }

    fclose(fin);
    fclose(fout);
}

void encrypt_string(const char *plain_text, char *cipher_text, const char *key_str)
{
    AES_KEY key;
    int ret;
    unsigned char key_buf[32], iv[16];

    memset(key_buf, 0, sizeof(key_buf));
    strncpy(key_buf, key_str, sizeof(key_buf));

    ret = AES_set_encrypt_key(key_buf, 256, &key);
    if (ret < 0) {
        printf("error: AES_set_encrypt_key failed.\n");
        return;
    }

    memset(iv, 0, sizeof(iv));

    int len = strlen(plain_text);
    int pad_len = 16 - (len % 16);
    int buf_len = len + pad_len;
    unsigned char *in_buf = (unsigned char *)malloc(buf_len);
    unsigned char *out_buf = (unsigned char *)malloc(buf_len);

    memset(in_buf, 0, buf_len);
    strncpy((char *)in_buf, plain_text, len);

    int i;
    for (i = 0; i < pad_len; i++) {
        in_buf[len + i] = pad_len;
    }

    AES_cbc_encrypt(in_buf, out_buf, buf_len, &key, iv, AES_ENCRYPT);

    for (i = 0; i < buf_len; i++) {
        sprintf(cipher_text + i * 2, "%02x", out_buf[i]);
    }

    free(in_buf);
    free(out_buf);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    const char *in_file = "test.txt";
    const char *out_file = "test.enc";
    const char *key_str = "123456789abcdef0123456789abcdef0";

    encrypt_file(in_file, out_file, key_str);
    printf("file encrypted successfully.\n");

    char cipher_text[256];
    encrypt_string("hello world", cipher_text, key_str);
    printf("plain_text=%s, cipher_text=%s\n", "hello world", cipher_text);

    return 0;
}

示例说明1：加密文件

以下是一个加密文件的示例说明。将test.txt加密后保存为test.enc。

1. 准备工作：

   • 已安装openssl库。
   • 准备一份文件(test.txt)，准备将其加密。

2. 设置密钥和输入输出文件：

   const char *in_file = "test.txt";
const char *out_file = "test.enc";
const char *key_str = "123456789abcdef0123456789abcdef0";

3. 调用encrypt_file函数对文件进行加密：

   encrypt_file(in_file, out_file, key_str);

4. 加密后的文件保存为test.enc。

示例说明2：加密字符串

以下是一个加密字符串的示例说明。将字符串"hello world"加密后输出。

1. 准备工作：

   • 已安装openssl库。

2. 设置密钥和输入字符串：

   const char *plain_text = "hello world";
const char *key_str = "123456789abcdef0123456789abcdef0";
char cipher_text[256];

3. 调用encrypt_string函数对字符串进行加密：

   encrypt_string(plain_text, cipher_text, key_str);

4. 输出加密后的字符串：

   printf("plain_text=%s, cipher_text=%s\n", "hello world", cipher_text);

以上就是基于C语言实现AES256加密算法的完整攻略，并提供了两个示例说明。希望能对大家有所帮助。