c语言中AES混合列块的伽罗瓦域乘法

Question

我正在使用 c 开发 AES 加密程序，同时在混合列块中进行 galois 域乘法，

例如。 [https://crypto.stackexchange.com/questions/2402/how-to-solve-mixcolumns][1]

代码

for galois field multiplication
    int galois_multiply( int a,int b){
        int flag,res;
        switch (a){
            case 1:
                return b;
                break;
            case 2: flag= b * 0x80;
                b= b << 1;      //left shift
                if (flag)
                    res= b ^ 0x1b;
                else
                    res= b ^0x00;
                printf("\nnumber  %d returned by galois_multiply function\n",res);
                return res;

            case 3: res= b ^ galois_multiply(2,b);
                printf("\nnumber  %d returned by galois_multiply function\n",res);
                return res;

            default:
                printf("Invalid number  %d passed to galois_multiply function\n",a);
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
                         return 0;
    }

假设

• d4×02为d4
• bf×03 是 bf

虽然上面的问题是通过屏蔽msb来解决的，但是当在下面代码的mixcolumn中使用时，答案似乎是不正确的，它的一般矩阵运算仅在乘法被伽罗瓦乘法替换，加法被异或操作替换时

void mixColumn(unsigned char **state){
    int mc[4][4]={{2,3,1,1},{1,2,3,1},{1,1,2,3},{3,1,1,2}};
    int res[4][4]={{0}};
    int i,j,k;

    for(i=0;i<4;i++){
            for(j=0;j<4;j++){
                    res[i][j]=0;
                    for(k=0;k<4;k++)
                        res[i][j]= res[i][j] ^ galois_multiply(mc[i][k],state[k][j]);
                    state[i][j]=res[i][j];
            }
    }

}

你能找出任何可能导致错误的错误吗...

Answer 1

终于抓住了我在案例2中犯的错误，我用过

flag= b * 0x80;

但我应该使用的是

flag= b & 0x80;

在二进制中思考让我认为这两个都是相同的运算符，但在字节级别的情况完全不同，* 会将内容乘以 80h，而 & 将按位与（乘）两个操作数，这正是我所需要的。

Answer 2

为了一个 int
如果您想清除 int x; 的 MSB，请使用 x &=7fffffff;（仅删除第一位）
对于一个 short int
如果要清除 short x; 的 MSB，请使用 x &=7fff;（仅删除第一位）

如果short x == 1001011111001010 和
short mask == 0111111111111111; 那么
x &= mask; ==0001011111001010（或 0x18ca）

但是，假设您有：0x1b3（或 0x1da），但如果您想要屏蔽前两个字节，则需要 0xb3（或 0xda）。

在这种情况下，请将您的掩码设置为 0x00ff

您似乎在short int 工作，然后将您的代码从int 更改为short，或（作为@wildplasser cmets）更改为unsigned short。

您发布的代码示例在几个地方有无法访问的代码，并且不包含返回语句：

int galois_multiply( int a,int b){
    int flag,res;
    switch (a){
        case 1:
            return b;
            break;//unreachable code
        case 2: flag= b * 0x80;
            b= b << 1;      //left shift
            if (flag)
                res= b ^ 0x1b;
            else
                res= b ^0x00;
            printf("\nnumber  %d returned by galois_multiply function\n",res);
            return res;
            break;//unreachable code
        case 3: res= b ^ galois_multiply(2,b);
            printf("\nnumber  %d returned by galois_multiply function\n",res);
            return res;
            break;//unreachable code
        default:
            printf("Invalid number  %d passed to galois_multiply function\n",a);
            exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //no return statement (prototype specifies one)
}

switch() 语句不需要 break; 语句在前面带有一些其他退出方法时，例如 return x;