你的AES加密结果相同吗

Golang AES
后端开发
发布日期:   2021-01-07
文章字数:   1.2k
阅读时长:   4 分

AES加密后的结果，数据接收方解不出来，是哪里的问题？

AES的安全性：

在密码学的意义上，只要存在一个方法，比穷举法还要更有效率，就能被视为一种“破解”。故一个针对AES 128位密钥的攻击若“只”需要2^120^计算复杂度（少于穷举法　2^128^），128位密钥的AES就算被破解了。从应用的角度来看，这种程度的破解依然太不切实际。

AES加密方式有五种：

  • **电码本模式（Electronic Codebook Book (ECB)**，将整个明文分成若干段相同的小段，然后对每一小段进行加密。

  • 密码分组链接模式（Cipher Block Chaining (CBC)），先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。

    优点：能掩盖明文结构信息，保证相同密文可得不同明文，所以不容易主动攻击，安全性好于ECB，适合传输长度长的报文，是SSL和IPSec的标准。

    缺点：（1）不利于并行计算；（2）传递误差——前一个出错则后续全错；（3）第一个明文块需要与一个初始化向量IV进行抑或，初始化向量IV的选取比较复杂。

    初始化IV的选取方式：固定IV，计数器IV，随机IV（只能得到伪随机数，用的最多），瞬时IV（难以得到瞬时值）

  • 计算器模式（Counter (CTR)）, 完全的流模式。将瞬时值与计数器连接起来，然后对此进行加密产生密钥流的一个密钥块，再进行XOR操作 。

  • 密码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB)）

  • 输出反馈模式（Output FeedBack (OFB)）,密码算法的输出（指密码key而不是密文）会反馈到密码算法的输入中，OFB模式并不是通过密码算法对明文直接加密，而是通过将明文分组和密码算法的输出进行XOR来产生密文分组。

密钥长度三种：

​ 密钥越长，安全强度越高，运算开销就会越大。

  • AES-128：16byte
  • AES-192：24byte
  • AES-256：32byte

Padding：

  • PKCS5：PKCS5是指分组数据缺少几个字节，就在数据的末尾填充几个字节的几，比如缺少5个字节，就在末尾填充5个字节的5。
  • PKCS7：PKCS7是指分组数据缺少几个字节，就在数据的末尾填充几个字节的0，比如缺少7个字节，就在末尾填充7个字节的0。
  • NOPADDING：指不需要填充，也就是说数据的发送方肯定会保证最后一段数据也正好是16个字节。

实际使用中要注意的地方

  1. 密钥、初始向量相同。
  2. 加密模式相同。
  3. Padding模式相同。

实现

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func aesEncrypt(orig string, key string) string {
	// 转成字节数组
	origData := []byte(orig)
	k := []byte(key)
	// 分组秘钥
	block, err := aes.NewCipher(k)
	if err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("key 长度必须 16/24/32长度: %s", err.Error()))
	}
	// 获取秘钥块的长度
	blockSize := block.BlockSize()
	// 补全码
	origData = PKCS7Padding(origData, blockSize)
	// 加密模式
	blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, k[:blockSize])
	// 创建数组
	cryted := make([]byte, len(origData))
	// 加密
	blockMode.CryptBlocks(cryted, origData)
	return base64.RawURLEncoding.EncodeToString(cryted)

}

func aesDecrypt(cryted string, key string) string {
	crytedByte, _ := base64.RawURLEncoding.DecodeString(cryted)
	k := []byte(key)

	// 分组秘钥
	block, err := aes.NewCipher(k)
	if err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("key 长度必须 16/24/32长度: %s", err.Error()))
	}
	// 获取秘钥块的长度
	blockSize := block.BlockSize()
	// 加密模式
	blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, k[:blockSize])
	// 创建数组
	orig := make([]byte, len(crytedByte))
	// 解密
	blockMode.CryptBlocks(orig, crytedByte)
	// 去补全码
	orig = PKCS7UnPadding(orig)
	return string(orig)
}

结束了吗？

加密或解密结果通常是byte数组，需要进一步转换为字符串。这时候通常又有两种选择，hex和base64。如果使用了base64进行编码，那么还有一个需要双方约定的地方。

Base64

Base64编码好处：简短、不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

注意：后端与js通信时base64模式的选择🐶

模式 区别 备注
StdEncoding 字符串由A-Za-z0-9+/组成，字节长度不能被3整除，用=补足
RawStdEncoding 字符串由A-Za-z0-9+/组成，字节长度不能被3整除，不用=补足
URLEncoding 字符串由A-Za-z0-9-_组成，字节长度不能被3整除，用=补足
RawURLEncoding 字符串由A-Za-z0-9-_组成，字节长度不能被3整除，不用=补足 
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const encodeStd = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/"
const encodeURL = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789-_"
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//编码
base64.StdEncoding.EncodeToString(data)
base64.StdEncoding.DecodeString(data)
base64.RawStdEncoding.EncodeToString(data)
base64.RawStdEncoding.DecodeString(data)
//解码
base64.URLEncoding.EncodeToString(data)
base64.URLEncoding.DecodeString(data)
base64.RawURLEncoding.EncodeToString(data)
base64.RawURLEncoding.DecodeString(data)
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