암호_
aes-192
정지홍
2024. 8. 21. 00:47
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
// AES의 s-box
static const uint8_t sbox[256] =
{
//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76, // 0
0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0, // 1
0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15, // 2
0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75, // 3
0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84, // 4
0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf, // 5
0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8, // 6
0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5, 0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2, // 7
0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73, // 8
0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb, // 9
0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79, // A
0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08, // B
0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6, 0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a, // C
0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e, // D
0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf, // E
0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16 // F
};
// KeyExpansion에서 사용할 Rcon
static const uint8_t Rcon[10] = {
0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x1B, 0x36
};
// KeyExpansion에서 사용할 ROTWORD. left shift 수행
void RotWord(uint8_t* word) {
printf("다음은 1word를 대상으로 left shift를 수행합니다.... 수행전 =====> ");
// 32비트로 이루어진 1word를 16진수로 출력.
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", word[i]);
}
uint8_t temp = word[0];
word[0] = word[1];
word[1] = word[2];
word[2] = word[3];
word[3] = temp;
printf("\n 수행후 =====> ");
// 32비트로 이루어진 1word를 16진수로 출력.
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", word[i]);
}
printf("\n");
}
// S-box을 사용해 바이트를 치환
void SubWord(uint8_t* word) {
printf("다음은 치환하는 과정입니다.=====> ");
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", word[i]);
word[i] = sbox[word[i]];
printf(" -> %x ", word[i]);
}
printf("\n");
}
// AES-192 Key Expansion 함수
void KeyExpansion(uint8_t key[24], uint8_t roundKeys[13 * 4][4]) {
uint8_t temp[6]; //연산을 위해서 8 8 8 8 8 8 씩 저장해놓음.
int i = 0;
// state에 input block을 copy함. state <- in
while (i < 6) {
roundKeys[i][0] = key[i * 4];
roundKeys[i][1] = key[i * 4 + 1];
roundKeys[i][2] = key[i * 4 + 2];
roundKeys[i][3] = key[i * 4 + 3];
roundKeys[i][4] = key[i * 4 + 4];
roundKeys[i][5] = key[i * 4 + 5];
i++;
}
printf("다음은 0라운드에서 사용할 키 입니다.:\n");
for (int j = 0; j < 6; j++) {
printf("w%d = ", j);
for (int k = 0; k < 4; k++) {
printf("%x ", roundKeys[j][k]);
}
printf("\n");
}
// 1~10라운드를 위한 라운드 키 생성. 0~3이 0라운드. 4~7이 1라운드.....
i = 6;
while (i < 52) {
for (int k = 0; k < 6; k++) {
temp[k] = roundKeys[i - 1][k];//앞의 word를 가져온다.
}
printf("\n%d반복\n", i);
if (i % 6 == 0) {
printf("SUBWORD ( ROTWORD( temp ) ) xor Rcon[i/Nk]: \n");
printf("leftshift하는 ROTWORD수행후, s-box를 이용한 SUBWORD수행후, Rcon상수와 xor연산을 수행. 수행전 state는 ");
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", temp[i]);
}
printf("입니다.\n");
RotWord(temp);
SubWord(temp);
temp[0] ^= Rcon[(i / 6) - 1];
printf("Rcon상수와 xor연산을 수행합니다.=====> ");
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", temp[i]);
}
printf("\n");
}
else {
printf("%d번째.... (수행전): ", i);
for (int i = 0; i < 4; i++) {
printf("%x ", temp[i]);
}
printf("\n");
}
printf("w[i-Nk]와 xor연산을 수행합니다. w[i-Nk]는 ");
for (int j = 0; j < 4; j++) {
printf("%x ", roundKeys[i - 6][j]);
}
printf("입니다.\n");
for (int j = 0; j < 4; j++) {
roundKeys[i][j] = roundKeys[i - 6][j] ^ temp[j];
}
printf("w[i-Nk]와 xor연산을 수행후 ");
for (int j = 0; j < 4; j++) {
printf("%x ", roundKeys[i][j]);
}
printf("\n");
i++;
}
}
// main
int main() {
// p37의 A.1
uint8_t key[24] = {
0x8e, 0x73, 0xb0, 0xf7,
0xda, 0x0e, 0x64, 0x52,
0xc8, 0x10, 0xf3, 0x2b,
0x80, 0x90, 0x79, 0xe5,
0x62, 0xf8, 0xea, 0xd2,
0x52, 0x2c, 0x6b, 0x7b
};
// A.1의 테스트 키로부터 11개의 라운드 키를 만들어야함. aes-128기준 0라운드부터 10라운드.
//각 라운드당 4개의 word를 사용.
uint8_t roundKeys[13 * 4][4];
printf("aes-192에서 사용할 라운드 키\n");
printf("key(16진수) = ");
for (int i = 0; i < 24; i++)
printf("%x ", key[i]);
printf("\n");
KeyExpansion(key, roundKeys);
printf("\n\n========================키 출력========================\n");
for (int i = 0; i < 13; i++) {
printf("%d번째 라운드에서 사용하는 키들 입니다.\n", i);
printf("%x %x %x %x\n", roundKeys[i * 4][0], roundKeys[i * 4][1], roundKeys[i * 4][2], roundKeys[i * 4][3]);
printf("%x %x %x %x\n", roundKeys[i * 4 + 1][0], roundKeys[i * 4 + 1][1], roundKeys[i * 4 + 1][2], roundKeys[i * 4 + 1][3]);
printf("%x %x %x %x\n", roundKeys[i * 4 + 2][0], roundKeys[i * 4 + 2][1], roundKeys[i * 4 + 2][2], roundKeys[i * 4 + 2][3]);
printf("%x %x %x %x\n", roundKeys[i * 4 + 3][0], roundKeys[i * 4 + 3][1], roundKeys[i * 4 + 3][2], roundKeys[i * 4 + 3][3]);
}
return 0;
}