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  • AES的S-BOX构造优化

    之前写过SBOX的构造,后来看到别人的优秀思路,借鉴过来重新改了一点。

    原文地址:http://www.cnblogs.com/7hat/p/3383546.html

    主要是将矩阵运算改为列运算之和,提高了效率。

    #include<iostream>
    #include<fstream>
    #include <iomanip>
    using namespace std;
    unsigned char exp[256], log[256], inv[256];
    unsigned char GFmul(unsigned char a, unsigned char b){
        //GF(2^8) 乘法
        unsigned char result = 0;
        if((b&1) == 1)result = a;
        b >>= 1;
        for(int i = 1; i < 8; i ++){
            if(a > 127){
                a = (a << 1) ^ 0x1b;
            }
            else{
                a <<= 1;
            }
            if((b&1) == 1){
                result ^= a;
            }
            b >>= 1;
        }
        return result;
    }
    void generateMulTab(){
        //选择生成元3作为构造乘法表的基础
        const int N = 3;
        exp[1] = N;
        log[N] = 1;
        unsigned char tmp = N;
        for(int i = 2; i < 256; i ++){
            tmp = GFmul(tmp, N);
            exp[i] = tmp;
            log[tmp] = i;
        }
    }
    void generateMulInverse(){
        //利用exp来构造乘法逆元
        inv[0] = 0;
        inv[1] = 1;
        //若3^m * 3^n = 1 = 3^255,则 m + n = 255
        for(int i = 1; i < 255; i ++){
            inv[exp[i]] = exp[255-i];
        }
    }
    unsigned char SBoxValue(unsigned char x){
        //返回SBOX对应的值
        unsigned char y = inv[x];
        unsigned char result = 0;
        unsigned char c = 0x1f;         //常数矩阵的第一列
        while(y){
            //将矩阵运算转化为列运算之和,因为y只是一个"一维"的矩阵 
            if(y&1){
                //yi 表示是否要加上对应ci的列
                result ^= c;
            }
            y >>= 1;
            //循环左移为下一列元素
            c = (c<<1) | (c>>7);
        }
        result ^= 0x63;
        return result;
    }
    int main(){
        //单元测试,输出SBOX的全部值
        generateMulTab();
        generateMulInverse();
        unsigned char SBox[16][16];
        for(int i = 0; i < 16; i ++){
            for(int j = 0; j < 16; j ++){
                unsigned char tmp = i*16 + j;
                SBox[i][j] = SBoxValue(tmp);
            }
        }
        ofstream write("Test.txt");
        for(int i = 0; i < 16; i ++){
            for(int j = 0; j < 16; j ++){
                write<<setiosflags(ios::left)<<setw(4)<<hex<<(int)SBox[i][j];
            }
            write<<endl;
        }
        write.close();
        return 0;
    }
    C++
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