理解AES加密解密的使用方法

很多人對於aes加密並不是很了解，導致互相之間進行加密解密困難。

本文用簡單的方式來介紹aes在使用上需要的知識，而不涉及內部演算法。最後給出例子來幫助理解aes加密解密的使用方法。

相比於其他加密，aes加密似乎模式很多，包括ecb、cbc等等等等，每個模式又包括iv引數和padding引數，並且，不同語言對aes加密的庫設計有區別。這些導致aes加密在不同人之間聯調會很麻煩。

不難理解，對越長的字串進行加密，代價越大，所以通常對明文進行分段，然後對每段明文進行加密，最後再拼成乙個字串。塊加密的乙個要面臨的問題就是如何填滿最後一塊？所以這就是padding的作用，使用各種方式填滿最後一塊字串，所以對於解密端，也需要用同樣的padding來找到最後一塊中的真實資料的長度。

aes分為幾種模式，比如ecb，cbc，cfb等等，這些模式除了ecb由於沒有使用iv而不太安全，其他模式差別並沒有太明顯，大部分的區別在iv和key來計算密文的方法略有區別。

另外，aes分為aes128，aes256等，表示期待秘鑰的長度，比如aes256秘鑰的長度應該是256/8的32位元組，一些語言的庫會進行自動擷取，讓人以為任何長度的秘鑰都可以。而這其實是有區別的。

iv稱為初始向量，不同的iv加密後的字串是不同的，加密和解密需要相同的iv，既然iv看起來和key一樣，卻還要多乙個iv的目的，對於每個塊來說，key是不變的，但是只有第乙個塊的iv是使用者提供的，其他塊iv都是自動生成。

iv的長度為16位元組。超過或者不足，可能實現的庫都會進行補齊或截斷。但是由於塊的長度是16位元組，所以一般可以認為需要的iv是16位元組。

aes塊加密說過，padding是用來填充最後一塊使得變成一整塊，所以對於加密解密兩端需要使用同一的padding模式，大部分padding模式為pkcs5, pkcs7, nopadding。

所以，在設計aes加密的時候

- 對於加密端，應該包括：加密秘鑰長度，秘鑰，iv值，加密模式，padding方式。

- 對於解密端，應該包括：解密秘鑰長度，秘鑰，iv值，解密模式，padding方式。

這裡使用nodejs的cryptojs庫模擬aes加密解密

var crypto = require("crypto");
var algorithm='aes-256-cbc';
var key = new buffer("aaaabbbbccccddddeeeeffffgggghhhh");
var iv = new buffer("1234567812345678");
function
encrypt
(text)
function
decrypt
(text)
var text="ni你好hao";
var encoded=encrypt(text)
console.log(encoded);
console.log(decrypt(encoded))

結果如下

wfh4hzic3dc0pjxa9v/rgq==
ni你好hao

nodejs自帶的並不能自動配置padding等引數，演示起來並不方便。

於是使用另乙個框架crypto-js的nodejs庫實現和之前完全相同的版本

var cryptojs = require("crypto-js");
var key ="aaaabbbbccccddddeeeeffffgggghhhh";
var iv = "1234567812345678";
function
encrypt
(text))
}function
decrypt
(text))
return result.tostring(cryptojs.enc.utf8)
}var text="ni你好hao";
var encoded=encrypt(text)
console.log(encoded.tostring());
console.log(decrypt(encoded))

現在aes的引數都變成可配置的，接下來驗證一下之前對aes的理解。

ni你好hao，經過pkcs7後，輸出為

wfh4hzic3dc0pjxa9v/rgq==

nopadding後，輸出為

otsnypfx1sf6c2e=

zeropadding後，輸出為

otsnypfx1sf6c2gfyxmida==

pkcs7的結果和其他結果相差很大，很難相信其padding是補充最後一塊

有趣的是pkcs7的結果和zeropadding的結果通過同樣的解密設定，能解出同樣的字串ni你好hao

aes加密解密的秘鑰有一對，乙個是iv乙個是key，並且他們的長度都有嚴格要求。

padding的作用似乎不只是補齊最後，如果自己什麼都對，但是加密失敗，可以嘗試不同padding

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