密码库LibTomCrypt学习记录——（2.5）分组密码算法的工作模式——CBC代码示例

以下代码实现了CBC的正确性测试（标准测试数据）

说明：

1. 代码里面使用了一个Str2Num函数，它将测试向量中的字符串转为十六进制字节数据，可自行实现。

2. 测试向量出处为NIST SP 800-38A (Recommendation for Block Cipher  Modes of Operation：Methods and Techniques)

#include "tomcrypt.h"
#include "TestMode.h"

 
//lie test , use nist test vetor
typedef struct NistCBCTestVector_st{
    char *    name;//test vetor name
    int        keylen;
    int        msglen;
    BYTE *    key[1];    // 密钥
    BYTE *    IV[1];    // 初始化向量
    BYTE *    pt[4];    //    明文，暂时最多支持四段明文
    BYTE *    ct[4];    //    密文，暂时最多支持四段明文
    
    BYTE *    nonce[1];
    BYTE *    associated_data[1];
    BYTE *    mac[1];
} NistCBCTestVector; 

int Test_CBC_AES(void)
{ 
    //    数据来源 
    //    NIST SP 800-38A (Recommendation for Block Cipher  Modes of Operation：Methods and Techniques).pdf
    NistCBCTestVector vect[] = {
        {//vect[0] 
            /*name*/    "F.2.1 CBC-AES128.Encrypt",
            /*keylen*/    16, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "2b7e151628aed2a6abf7158809cf4f3c",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f", 
            {// pt 
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            },
            {//ct
                "7649abac8119b246cee98e9b12e9197d",
                "5086cb9b507219ee95db113a917678b2",
                "73bed6b8e3c1743b7116e69e22229516",
                "3ff1caa1681fac09120eca307586e1a7"
            }
        },
        //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
        {//vect[1] 
            /*name*/    "F.2.2 CBC-AES128.Decrypt",
            /*keylen*/    16, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "2b7e151628aed2a6abf7158809cf4f3c",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f", 
            {//ct    //解密时明文密文相反而已
                "7649abac8119b246cee98e9b12e9197d",
                "5086cb9b507219ee95db113a917678b2",
                "73bed6b8e3c1743b7116e69e22229516",
                "3ff1caa1681fac09120eca307586e1a7"
            },
            {// pt     //解密时明文密文相反而已
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            }
        },
        //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
        {//vect[2]
            /*name*/    "F.2.3 CBC-AES192.Encrypt",
            /*keylen*/    24, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "8e73b0f7da0e6452c810f32b809079e562f8ead2522c6b7b",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f",
            {// pt 
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            },
            {//ct
                "4f021db243bc633d7178183a9fa071e8",
                "b4d9ada9ad7dedf4e5e738763f69145a",
                "571b242012fb7ae07fa9baac3df102e0",
                "08b0e27988598881d920a9e64f5615cd"
            }
        },
            //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
        {//vect[3] 
            /*name*/    "F.2.4 CBC-AES192.Decrypt",
            /*keylen*/    24, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "8e73b0f7da0e6452c810f32b809079e562f8ead2522c6b7b",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f",
            {//ct    //解密时明文密文相反而已
                "4f021db243bc633d7178183a9fa071e8",
                "b4d9ada9ad7dedf4e5e738763f69145a",
                "571b242012fb7ae07fa9baac3df102e0",
                "08b0e27988598881d920a9e64f5615cd"
            },
            {// pt     //解密时明文密文相反而已
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            }
        },
        ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 
        {//vect[4]
            /*name*/    "F.2.5 CBC-AES256.Encrypt",
            /*keylen*/    32, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "603deb1015ca71be2b73aef0857d77811f352c073b6108d72d9810a30914dff4",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f",
            {// pt 
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            },
            {//ct
                "f58c4c04d6e5f1ba779eabfb5f7bfbd6",
                "9cfc4e967edb808d679f777bc6702c7d",
                "39f23369a9d9bacfa530e26304231461",
                "b2eb05e2c39be9fcda6c19078c6a9d1b"
            }
        },
            //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
        {//vect[5] 
            /*name*/    "F.2.6 CBC-AES256.Decrypt",
            /*keylen*/    32, 
            /*msglen*/    16*4,
            /*Key*/        "603deb1015ca71be2b73aef0857d77811f352c073b6108d72d9810a30914dff4",
            /*IV */        "000102030405060708090a0b0c0d0e0f",
            {//ct    //解密时明文密文相反而已
                "f58c4c04d6e5f1ba779eabfb5f7bfbd6",
                "9cfc4e967edb808d679f777bc6702c7d",
                "39f23369a9d9bacfa530e26304231461",
                "b2eb05e2c39be9fcda6c19078c6a9d1b"
            },
            {// pt     //解密时明文密文相反而已
                "6bc1bee22e409f96e93d7e117393172a",
                "ae2d8a571e03ac9c9eb76fac45af8e51",
                "30c81c46a35ce411e5fbc1191a0a52ef",
                "f69f2445df4f9b17ad2b417be66c3710"
            }
        }
    };

    int idx, err, i, res;
    BYTE buf[64];
    symmetric_CBC ctr;

    int keylen, msglen;
    BYTE key[32], IV[16], pt[64], ct[64];
    char *p_operate;

    /* AES can be under rijndael or aes... try to find it */ 
    if ( register_cipher (&aes_desc) != CRYPT_OK )
    {
        return CRYPT_INVALID_CIPHER;
    }

    if ((idx = find_cipher("aes")) == -1) 
    { 
        return CRYPT_NOP;
    }
    
    for ( i = 0; i < (int)(sizeof(vect)/sizeof(vect[0])); i++ )
    {
        keylen = vect[i].keylen;
        msglen = vect[i].msglen;

        Str2Num(vect[i].key, 1, key);
        Str2Num(vect[i].IV, 1, IV);
        Str2Num(vect[i].pt, 4, pt);
        Str2Num(vect[i].ct, 4, ct);

        if ((err = cbc_start(idx, IV, key, keylen, 0, &ctr)) != CRYPT_OK)
        {
            return err;
        }

        p_operate = vect[i].name + strlen(vect[i].name) - strlen("Encrypt");
        if (strcmp( p_operate, "Encrypt") == 0 )
        {
            if ((err = cbc_encrypt( pt, buf, msglen, &ctr)) != CRYPT_OK) 
            {
                return err;
            }
        }
        else if (strcmp( p_operate, "Decrypt") == 0 )
        {
            if ((err = cbc_decrypt( pt, buf, msglen, &ctr)) != CRYPT_OK) 
            {
                return err;
            }
        }
        else
        {
            printf("Test Vetor : operate err!  %s \n",vect[i].name );
        }
        
        cbc_done(&ctr);

        res = XMEMCMP(buf, ct, msglen);
        printf("Test Vetor : %s pass ? %s \n",vect[i].name, (res == 0)?"Yes":"No" );
    }

    printf("\nTest CBC AES Finish!\n" );
    return CRYPT_OK; 
}