Tiny AES на C

Это небольшая и переносимая реализация алгоритмов шифрования AES ECB, CTR и CBC, написанная на C.

Вы можете переопределить размер ключа по умолчанию — 128 бит — на 192 или 256 бит, определив символы AES192 или AES256 в aes.h.

API очень прост и выглядит следующим образом (я использую аннотированные типы в стиле C99 <stdint.h>):

/* Initialize context calling one of: */
void AES_init_ctx(struct AES_ctx* ctx, const uint8_t* key);
void AES_init_ctx_iv(struct AES_ctx* ctx, const uint8_t* key, const uint8_t* iv);

/* ... or reset IV at random point: */
void AES_ctx_set_iv(struct AES_ctx* ctx, const uint8_t* iv);

/* Then start encrypting and decrypting with the functions below: */
void AES_ECB_encrypt(const struct AES_ctx* ctx, uint8_t* buf);
void AES_ECB_decrypt(const struct AES_ctx* ctx, uint8_t* buf);

void AES_CBC_encrypt_buffer(struct AES_ctx* ctx, uint8_t* buf, size_t length);
void AES_CBC_decrypt_buffer(struct AES_ctx* ctx, uint8_t* buf, size_t length);

/* Same function for encrypting as for decrypting in CTR mode */
void AES_CTR_xcrypt_buffer(struct AES_ctx* ctx, uint8_t* buf, size_t length);

Важные замечания:

Заполнение не предусмотрено, поэтому для CBC и ECB все буферы должны быть кратны 16 байтам. Для заполнения рекомендуется PKCS7.
Режим ECB считается небезопасным для большинства применений и не реализован в потоковом режиме. Если вам нужен этот режим, вызывайте функцию для каждого блока по 16 байт, который требуется зашифровать. Подробнее см. статью Википедии об ECB.
Эта библиотека разработана для малого размера кода и простоты и предназначена для случаев, когда небольшой размер двоичного файла, низкое потребление памяти и переносимость важнее высокой производительности. Если скорость критична, можно попробовать более сложные библиотеки, например Mbed TLS, OpenSSL и т.д.

Вы можете использовать любой или все режимы работы, определив символы CBC, CTR или ECB в aes.h (читайте комментарии для пояснения).

Пользователям C++ следует #include aes.hpp вместо aes.h

В библиотеке нет встроенной проверки ошибок или защиты от ошибок выхода за границы памяти в результате вредоносного ввода.

Модуль использует менее 200 байт ОЗУ и 1–2 КБ ПЗУ при компиляции для ARM, но результат может отличаться в зависимости от включённых режимов.

Это одна из самых компактных реализаций на C, которые я видел, но свяжитесь со мной, если вам известно что-то более компактное (или если у вас есть улучшения для этого кода).

Я успешно использовал этот код на платформах 64-бит x86, 32-бит ARM и 8-бит AVR.

Вывод размера GCC при компиляции только режима CTR для ARM:

$ arm-none-eabi-gcc -Os -DCBC=0 -DECB=0 -DCTR=1 -c aes.c
$ size aes.o
   text    data     bss     dec     hex filename
   1171       0       0    1171     493 aes.o

.. а при компиляции для набора инструкций THUMB размер кода оказывается значительно меньше 1 КБ.

$ arm-none-eabi-gcc -Os -mthumb -DCBC=0 -DECB=0 -DCTR=1 -c aes.c
$ size aes.o
   text    data     bss     dec     hex filename
    903       0       0     903     387 aes.o

Я использую компилятор ARM GCC от Free Software Foundation:

$ arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (4.8.4-1+11-1) 4.8.4 20141219 (release)
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

Эта реализация проверена на данных из:

Специальная публикация 800-38A 2001 ED Национального института стандартов и технологий Приложение F: Примеры векторов для режимов работы AES.

Другие приложения документа полезны для деталей реализации, например, заполнения, генерации IV и nonce в режиме CTR и т.д.

Искренняя благодарность всем замечательным людям, которые внесли вклад в этот проект.

Все материалы в этом репозитории находятся в общественном достоянии.

tiny-AES-c

Популярное

Tiny AES на C