在 C++ 中实现 AES-128 混合列函数

Question

我正在尝试在 C++ 中实现 "Mix Column" 函数及其反函数。

我有一个实现 AES-128 的作业。我让所有其他功能（以及反函数）正常工作。但是，我正在努力让 mixcolumn 函数正常工作。我在应用函数之前打印明文，然后我应用混合列及其逆列并打印出结果。两个输出不匹配，我不知道为什么会这样。

void mixColumns(array< array<uint8_t, 4>, 4> &state)
{
  //Create temp variable to store intermediate results                                                                            
  array< array<uint8_t,4>, 4> temp;
  //Perform matrix multiplication under GF
  for(int i=0;i<4;i++)
    {
      temp[0][i] = (0x02 * state[0][i]) ^ (0x03 * state[1][i]) ^ state[2][i] ^ state[3][i];
      temp[1][i] = state[0][i] ^ (0x02 * state[1][i]) ^ (0x03 * state[2][i]) ^ state[3][i];
      temp[2][i] = state[0][i] ^ state[1][i] ^ (0x02 * state[2][i]) ^ (0x03 * state[3][i]);
      temp[3][i] = (0x03 * state[0][i]) ^ state[1][i] ^ state[2][i] ^ (0x02 * state[3][i]);
    }
  //Fill state with mix column data                                                                                               
  for(int i=0;i<4;i++)
    for(int j=0;j<4;j++)
      state[j][i] = temp[j][i];
}

void invMixColumns(array< array<uint8_t, 4>, 4> &state)
{
  //Create temp variable to store intermediate results                                                                            
  array< array<uint8_t,4>, 4> temp;
  for(int i=0;i<4;i++)
    {
      temp[0][i] = (0x0E * state[0][i]) ^ (0x0B * state[1][i]) ^ (0x0D * state[2][i]) ^ (0x09 * state[3][i]);
      temp[1][i] = (0x09 * state[0][i]) ^ (0x0E * state[1][i]) ^ (0x0B * state[2][i]) ^ (0x0D * state[3][i]);
      temp[2][i] = (0x0D * state[0][i]) ^ (0x09 * state[1][i]) ^ (0x0E * state[2][i]) ^ (0x0B * state[3][i]);
      temp[3][i] = (0x0B * state[0][i]) ^ (0x0D * state[1][i]) ^ (0x09 * state[2][i]) ^ (0x0E * state[3][i]);
    }
  //Fill state with inverse column data                                                                                           
  for(int i=0;i<4;i++)
    for(int j=0;j<4;j++)
      state[j][i] = temp[j][i];

}

输入（和预期输出）：110110101110110110001011011101100110011000011011010110001011010010011001000101010101010011100101111001111101110[110110]

使用 mixCoulmns 和 invMixColumns 的输出： 10111010111010010011111110010010011101101010111110001100001000000100100101101001001011111110101011111101100011011001101011=100[110]

Answer 1

设法修复它，但忘记更新我的 post。正如@doug 指出的那样，我没有在 GF(2^8) 下使用乘法，所以我得到了无效的答案。只需为这些字段硬编码查找 table 即可解决此问题（尽管我不确定这是否是最有效的方法）。

在 C++ 中实现 AES-128 混合列函数

Implementing AES-128 Mix-Column Function in C++

c++

aes