AES密钥生成

一、AES密钥生成过程

AES (Advanced Encryption Standard) 是对称密钥加密算法，密钥长度可以为 128 位、192 位或 256 位。在 AES 算法中，密钥生成时，需要经过以下几个步骤：

1. 密钥扩展

密钥扩展算法会根据预设的密钥长度，生成论轮密钥。对于每一轮，都需要生成一个子密钥。扩展算法有如下两个过程：

（1） 密钥调度算法

通过密钥的每一个字来生成轮密钥，是密钥扩展算法的核心。具体过程是将每个字进行变换和替换，得到生成一个轮密钥所需的字。整个密钥扩展的过程就是调用这个算法，逐步生成每一轮的子密钥。

（2）循环移位操作

循环移位实际上就是将字节循环左移。该操作可以扰动输入数据块中各个字的关联性，增加加密算法的强度。

2. 密钥排列

密钥排列是将生成的轮密钥按照预设的规律排列，以便后续的加密运算使用。

二、AES密钥生成器C

AES密钥生成器C语言程序如下：

#include "AES.h"

void aes_key_generation(unsigned char *temp_key, aes_ctx_t *aes_ctx) {
    aes_init();
    aes_set_key(temp_key, aes_ctx);
}

三、AES密钥生成器

AES密钥生成器主要有两个方面的工作：输入密钥和生成轮密钥。

1. 输入密钥

输入密钥有以下几个要求：

（1）长度要符合128、192、256比特

密钥长度要符合标准，否则无法加密。同时，密钥长度越长，加密难度越大，加密强度越高。

（2）密钥要保密性强

密钥的强度决定了加密算法的强度，要保证密钥的安全性，避免被攻击者获取。

2. 生成轮密钥

根据输入的密钥长度，生成对应的轮密钥，具体过程参见1、AES密钥生成过程。

四、AES密钥生成C代码

AES密钥生成C代码如下：

#include 
#include 
   
#include 
    
#include 
     

int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned char aes_key[17] = "abc123";
    unsigned char key_buf[17] = { 0 };

    AES_KEY aes;
    AES_set_encrypt_key(aes_key, 128, &aes);

    for (int i = 0; i < 11; i++)
    {
        if (i == 0)
        {
            memcpy(key_buf, aes_key, 16);
        }
        else
        {
            memcpy(key_buf, key_buf + 4, 12);
        }
        key_buf[12] ^= aes_key[12 * i];
        key_buf[13] ^= aes_key[1 + 12 * i];
        key_buf[14] ^= aes_key[2 + 12 * i];
        key_buf[15] ^= aes_key[3 + 12 * i];

        AES_encrypt(key_buf, key_buf, &aes);

        printf("Round %d: ", i);
        for (int j = 0; j < 16; j++)
        {
            printf("%02X", key_buf[j]);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

     
    
   
  

五、AES密钥生成流程图

下图为AES密钥生成流程图：

六、AES密钥生成算法

AES密钥生成算法只有一个，即密钥扩展算法。密钥扩展算法是根据输入的密钥长度，计算出轮数和轮密钥。具体实现方式参考1、AES密钥生成过程。

七、AES密钥生成工具

常见的AES密钥生成工具有AES Encryption Tool，该工具可以自动生成AES加密密钥，同时也支持自定义密钥长度。在加密过程中，可以选择CBC、ECB和CTR等模式，以及填充方式和初始化向量等参数。