AES加密

原创

小谢1997521 2021-12-16 15:04:44 博主文章分类：密码学 ©著作权

文章标签 字符串数据偏移量 文章分类 Java 后端开发

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在渗透测试过程中，经常会碰到AES加密算法，所以趁着有时间学习下AES加密算法。

AES

AES(Advanced Encryption Standars)高级加密标准，又称 Rijndael 加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。AES是用来替换DES的，已经被广泛应用于各行各业。AES由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

AES算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于 "Rhine doll"。）

AES是对称加密算法。AES算法基于排列和置换运算。排列是对数据重新进行安排，置换是将一个数据单元替换为另一个。AES使用几种不同的方法来执行排列和置换运算。AES是一个迭代的、对称密钥分组的密码。AES 加密有 AES-128、AES-192、AES-256 三种。分别对应三种密钥长度 128bits（16字节）、192bits（24字节）、256bits（32字节）。当然，密钥越长，安全性越高，加解密花费时间也越长。默认的是AES-128，其安全性完全够用。与公共密钥加密使用密钥对不同，对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构，在该循环中重复置换和替换输入数据。

AES加密_字符串

AES是基于数据块的加密方式，也就是说，每次处理的数据是一块（16字节），当数据不是16字节的倍数时会进行填充，这就是所谓的分组密码（区别于基于比特位的流密码），16字节是分组长度。

在用脚本实现AES加密算法过程中，有几个重要的参数：

秘钥key：有三种长度，分别是 16字节、24字节、32字节
偏移量iv：ECB模式不需要偏移量iv。偏移量的取值，至少 16 位，或者为 16 的倍数。
填充模式：有五个，分别为Pkcs7、Iso97971、AnsiX923、Iso10126、ZeroPadding。其中Pkcs7是默认的填充模式。
加密模式：有五个，分别为：ECB、CBC、CTR、CFB、 OFB

AES的加密模式有五个：

电码本模式（ECB：Electronic Codebook Book)：是一种基础的加密方式，密文被分割成分组长度相等的块（不足补齐），然后单独一个个加密，一个个输出组成密文。该模式不需要偏移量iv
密码分组链接模式（CBC：Cipher Block Chaining)：是一种循环模式，前一个分组的密文和当前分组的明文异或操作后再加密，这样做的目的是增强破解难度。
计算器模式（CTR：Counter）；
密码反馈模式（CFB：Cipher FeedBack）：实际上是一种反馈模式，目的也是增强破解的难度
输出反馈模式（OFB：Output FeedBack）：实际上是一种反馈模式，目的也是增强破解的难度

其中 ECB 和 CBC 模式用的比较多，并且 ECB 模式不需要偏移量iv。

node.js实现AES加密

node.js实现AES需要安装 crypto-js 库，安装方法：cnpm install crypto-js

AES加密_字符串_02

CBC模式

var CryptoJS = require("crypto-js");
//AES加密
function encrypt(text) {
    return CryptoJS.AES.encrypt(
        text,
        CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
        {
            iv: CryptoJS.enc.Utf8.parse('0102030405060708'),      //偏移向量，如果加密模式是ECB的话，则不需要iv
            mode: CryptoJS.mode.CBC,     //加密模式
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7   //填充
        }).toString()
}
//AES解密
function decrypt(text) {
    var result = CryptoJS.AES.decrypt(
        text,
        CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
        {
            iv: CryptoJS.enc.Utf8.parse('0102030405060708'),   //偏移向量，如果加密模式是ECB的话，则不需要iv
            mode: CryptoJS.mode.CBC,      //加密模式
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7    //填充
        })
    return result.toString(CryptoJS.enc.Utf8)
}
var key = "8Vh1Py0Eg8Ks8Ji7";         //秘钥key
var text = "123456";                  //要加密的字符串
var text_encode = encrypt(text);      //加密后的字符串
console.log("加密的字符串为：",decrypt(text_encode));    //打印出解密后的字符串
console.log("加密后的字符串为：",text_encode);             //打印出加密后的字符串

ECB模式

var CryptoJS = require("crypto-js");
//AES加密
function encrypt(text) {
    return CryptoJS.AES.encrypt(
        text,
        CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
        {
            // iv: "0102030405060708",      //偏移向量，如果加密模式是ECB的话，则不需要iv
            mode: CryptoJS.mode.ECB,     //加密模式
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7   //填充
        }).toString()
}
//AES解密
function decrypt(text) {
    var result = CryptoJS.AES.decrypt(
        text,
        CryptoJS.enc.Utf8.parse(key),
        {
            // iv: "0102030405060708",       //偏移向量，如果加密模式是ECB的话，则不需要iv
            mode: CryptoJS.mode.ECB,      //加密模式
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7    //填充
        })
    return result.toString(CryptoJS.enc.Utf8)
}
var key = "8Vh1Py0Eg8Ks8Ji7";         //秘钥key
var text = "123456";                  //要加密的字符串
var text_encode = encrypt(text);      //加密后的字符串
console.log("加密的字符串为：",decrypt(text_encode));    //打印出解密后的字符串
console.log("加密后的字符串为：",text_encode);             //打印出加密后的字符串

Python实现AES加密

python需要安装 pycryptodome 库，装方法：pip install pycryptodome

AES加密_偏移量_03

CBC模式

import base64
from Crypto.Cipher import AES
# 密钥（key）, 密斯偏移量（iv） CBC模式加密

def AES_Encrypt(key, data):
    vi = '0102030405060708'
    pad = lambda s: s + (16 - len(s)%16) * chr(16 - len(s)%16)
    data = pad(data)
    # 字符串补位
    cipher = AES.new(key.encode('utf8'), AES.MODE_CBC, vi.encode('utf8'))
    encryptedbytes = cipher.encrypt(data.encode('utf8'))
    # 加密后得到的是bytes类型的数据
    encodestrs = base64.b64encode(encryptedbytes)
    # 使用Base64进行编码,返回byte字符串
    enctext = encodestrs.decode('utf8')
    # 对byte字符串按utf-8进行解码
    return enctext


def AES_Decrypt(key, data):
    vi = '0102030405060708'
    data = data.encode('utf8')
    encodebytes = base64.decodebytes(data)
    # 将加密数据转换位bytes类型数据
    cipher = AES.new(key.encode('utf8'), AES.MODE_CBC, vi.encode('utf8'))
    text_decrypted = cipher.decrypt(encodebytes)
    unpad = lambda s: s[0:-s[-1]]
    text_decrypted = unpad(text_decrypted)
    # 去补位
    text_decrypted = text_decrypted.decode('utf8')
    return text_decrypted


key = '8Vh1Py0Eg8Ks8Ji7'
data = '123456'
AES_Encrypt(key, data)
enctext = AES_Encrypt(key, data)   #加密后的字符串
text_decrypted = AES_Decrypt(key, enctext)  #加密的字符串
print("加密的字符串为：",text_decrypted)
print("加密后的字符串为：",enctext)

ECB模式

from Crypto.Cipher import AES
import base64
BLOCK_SIZE = 16  # Bytes
pad = lambda s: s + (BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE) * chr(BLOCK_SIZE - len(s) % BLOCK_SIZE)
unpad = lambda s: s[:-ord(s[len(s) - 1:])]
#加密函数
def aesEncrypt(key, data):
    '''
    AES的ECB模式加密方法
    :param key: 密钥
    :param data:被加密字符串（明文）
    :return:密文
    '''
    key = key.encode('utf8')
    # 字符串补位
    data = pad(data)
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
    # 加密后得到的是bytes类型的数据，使用Base64进行编码,返回byte字符串
    result = cipher.encrypt(data.encode())
    encodestrs = base64.b64encode(result)
    enctext = encodestrs.decode('utf8')
    return enctext
#解密函数
def aesDecrypt(key, data):
    '''
    :param key: 密钥
    :param data: 加密后的数据（密文）
    :return:明文
    '''
    key = key.encode('utf8')
    data = base64.b64decode(data)
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB)
    # 去补位
    text_decrypted = unpad(cipher.decrypt(data))
    text_decrypted = text_decrypted.decode('utf8')
    return text_decrypted
if __name__ == '__main__':
    key = '8Vh1Py0Eg8Ks8Ji7'
    data = '123456'
    enctext = aesEncrypt(key, data)
    text_decrypted = aesDecrypt(key, enctext)
    print("加密的字符串为：",text_decrypted)
    print("加密后的字符串为：",enctext)