对接中国移动互联网聚合API（必达消息能力、5G快签，认证能力），总结出来的有关AES经验：由于AES加密存在不同的加密模式、算法、数据填充方式等，在对第三方平台AES加密的数据进行解密时，需保证与加密的方式完全一致才行。若加解密方式不完全一致，则可能导致解密失败。

简介

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，它是目前应用最广泛的加密算法之一。AES算法具有高效性、安全性和可靠性，被广泛用于数据保护、网络通信以及安全传输等领域。本文将深入介绍AES加密算法的原理、使用步骤以及常见的加密模式和填充方案。

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原理

AES加密算法使用分组密码的方式对数据进行加密和解密。它采用了迭代、替代和混淆的步骤，通过多轮操作对数据进行混淆和扩散，从而达到高强度的加密效果。

AES算法使用固定长度的密钥（128位、192位或256位）和固定长度的分组（128位）进行加密和解密。加密过程中，明文被分成多个128位的分组，然后通过多轮的迭代，每轮包括替代、置换和混淆步骤，最终得到密文。解密过程与加密过程相反，通过逆向操作将密文还原为明文。

AES算法的核心是S盒、轮密钥和线性变换等操作。S盒是一个固定的字节替代表，用于替换输入的字节值。轮密钥是通过密钥扩展算法生成的每一轮操作所需的子密钥。线性变换是通过有限域上的乘法和加法操作来扩散数据。

使用步骤

使用AES加密算法进行加密和解密的步骤如下：

  • 选择合适的密钥长度：AES算法支持128位、192位和256位三种密钥长度。根据安全需求选择合适的密钥长度。
  • 选择加密模式和填充方案：根据应用场景和需求选择合适的加密模式和填充方案。常见的加密模式有ECB、CBC、CTR等，常见的填充方案有PKCS7、PKCS5、NoPadding等。
  • 密钥生成和扩展：根据选择的密钥长度生成密钥，并通过密钥扩展算法生成每一轮操作所需的子密钥。
  • 分组处理：将待加密的明文按照分组长度（128位）进行划分，得到多个分组。
  • 加密过程：对每个分组进行多轮的迭代操作，包括字节替代、行移位、列混淆和轮密钥加等步骤，最终得到密文。
  • 解密过程：对密文进行逆向操作，包括轮密钥逆序加、逆向列混淆、逆向行移位和逆向字节替代等步骤，最终得到明文。

结果验证：验证解密得到的明文与原始明文是否一致，确保加密和解密的正确性。

加密模式和填充方案

AES算法支持多种加密模式和填充方案，用于满足不同的应用需求。

常见的加密模式包括：

  • ECB（Electronic Codebook）模式：将每个分组独立加密，适用于对称性较弱的数据。
  • CBC（Cipher Block Chaining）模式：前一个分组的密文与当前分组的明文进行异或操作后再加密，增加了分组之间的关联性。
  • CTR（Counter）模式：通过使用计数器生成密钥流，将密钥流与明文进行异或操作得到密文。

常见的填充方案包括：

  • PKCS7（Padding Cryptography System 7）填充：在明文末尾添加填充字节，填充字节的值等于需要填充的字节数。
  • PKCS5（Padding Cryptography System 5）填充：与PKCS7填充类似，但用于8字节分组的加密算法。
  • NoPadding填充：不进行任何填充，要求明文长度必须是分组长度的整数倍。

选择合适的加密模式和填充方案需要考虑数据安全性、效率和系统兼容性等因素。

现加密结果不一致的原因可能是多种多样的。

以下是一些可能导致结果不一致的原因：

  • 加密工具使用的是不同的加密算法或加密模式，例如CBC、CFB、OFB等等。
  • 加密工具使用的是不同的填充方案，例如PKCS#5、PKCS#7、ISO 10126等等。
  • 加密工具对原始数据进行了预处理或后处理，例如添加了Salt或IV。
  • 加密工具在进行加密时使用了不同的编码方式，例如Base64、Hex、UTF-8等等。

因此，如果您使用的加密工具和我们在代码中使用的加密方式不同，那么最终的加密结果可能就不同。

总结

AES加密算法是一种高效、安全的对称加密算法，广泛应用于数据保护和网络通信等领域。本文介绍了AES算法的原理、使用步骤以及常见的加密模式和填充方案。了解和掌握AES加密算法对于保护数据的安全和实现机密通信至关重要。

希望本文对您理解AES加密算法有所帮助，如果有任何疑问或需要进一步的信息，请随时提问。

附上对接中国移动互联网加解密的python代码
from base64 import b64encode, encodebytes
import base64
from Crypto.Cipher import AES
import hashlib

key = input['appkey']
mode = AES.MODE_ECB
bs = 16  # block size
#padding= lambda s: s + (16 - len(s) % 16) * chr(16 - len(s) % 16)
def padding(text):
    count = len(text.encode('utf-8'))
    add = bs  - (count % bs)
    entext = text + (chr(add) * add)
    return entext
    
def unpadding(s):
    padding_num: int = ord(s[-1])
    return s[: -padding_num]
    
def encrypt(key, text):
    md5 = hashlib.md5()
    md5.update(key.encode("utf8"))
    generator = AES.new(md5.digest(), mode)
    crypt = generator.encrypt(padding(text).encode())
    crypted_str = base64.b64encode(crypt).decode()
    return crypted_str

def decrypt(key,text):
    md5 = hashlib.md5()
    md5.update(key.encode("utf8"))
    generator = AES.new(md5.digest(), mode)
    decrpyt_bytes = base64.b64decode(text)
    decText= unpadding(generator.decrypt(decrpyt_bytes).decode())
    return decText

mobile= encrypt(key,input['mobile'])
name= encrypt(key,input['name'])
idcard= encrypt(key,input['idcard'])
text_decrypted = decrypt(key,mobile)
output={'mobile':mobile,'name':name,'idcard':idcard,text_decrypted:text_decrypted}