1、AES简介

AES称为高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。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。

2、设计思想

根据使用的密码长度，AES最常见的有3种方案，用以适应不同的场景要求，分别是AES-128、AES-192和AES-256。本文主要对AES-128进行介绍，另外两种的思路基本一样，只是轮数会适当增加。

以下是算法代码简要 ：
Rijndael (State, ExpandedKey){
    AddRoundKey (State, ExpandedKey);
    for (i=1; i <Nr; i ++)
        Round (State, ExpandedKey+Nb* i);
        FinalRound (State, ExpandedKey+Nb*Nr)
    }
} 

Round (State, RoundKey){
    ByteSub (State);
    ShiftRow (State);
    MixColumn (State);
    AddRoundKey (State, RoundKey)
}

FinalRound (State, RoundKey){
    ByteSub (State);
    ShiftRow (State);
    AddRoundKey (State, RoundKey)
}

AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“状态（state）”，其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支持更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：

  • AddRoundKey ： 矩阵中的每一个字节都与该次轮秘钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。
  • SubBytes ： 通过非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
  • ShiftRows ： 将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
  • MixColumns ： 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。

最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。

3、AES的填充模式

算法/模式/填充

16字节加密后数据长度

不满16字节加密后长度

AES/CBC/NoPadding

16

不支持

AES/CBC/PKCS5Padding

32

16

AES/CBC/ISO10126Padding

32

16

AES/CFB/NoPadding

16

原始数据长度

AES/CFB/PKCS5Padding

32

16

AES/CFB/ISO10126Padding

32

16

AES/ECB/NoPadding

16

不支持

AES/ECB/PKCS5Padding

32

16

AES/ECB/ISO10126Padding

32

16

AES/OFB/NoPadding

16

原始数据长度

AES/OFB/PKCS5Padding

32

16

AES/OFB/ISO10126Padding

32

16

AES/PCBC/NoPadding

16

不支持

AES/PCBC/PKCS5Padding

32

16

AES/PCBC/ISO10126Padding

32

16

当原始数据长度为16的整数倍时，假如原始数据长度等于16n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16n，其它情况下加密数据长度等于16(n+1)。在不足16的整数倍的情况下，假如原始数据长度等于16n+m[其中m小于16]，除了NoPadding填充之外的任何方 式，加密数据长度都等于16*(n+1)；NoPadding填充情况下，CBC、ECB和PCBC三种模式是不支持的，CFB、OFB两种模式下则加密数据长度等于原始数据长度。

4、加密总结：

  1. 把秘钥硬编码在代码中有很大风险，通过反编译代码很容易拿到秘钥。Android开发里建议用JNI把秘钥值写到C 代码里。或是拆分成几份，最后再组合成真正的秘钥。也可以使用Android 6.0之后推出的Android KeyStore来保存密钥。个人建议是使用Android KeyStore来保存密钥。
  2. 如果先把一个文件转换成字节数组，然后再加密，最后生成文件，这样很大机率很会产生OOM，所以这里利用了FileChannel，一次读取一定的字节数，而后再进行加密解密，最后再通过Channel生成新文件
  3. 一个加密的密钥和加密的字符串，然后通过AES算法密码把字节数组加密，然后转换成了16进制，得到数字和字母
  4. 加密和解密都一样，就是在设置AES模式（加密和解密）不一样，还有一个就是对内容的处理，字节和16进制的相互转换
  5. 同样的代码，Android和java的运行结果是不同的，这应该是两端的编码不同导致。

5、什么时候采用对称加密？

我们都知道，有对称加密和非对称加密，而非对称加密还分公钥和私钥，那是否后者更加安全一点呢？其实两者都有存在的必要，非对称加密一般不会单独拿来使用，他并不是为了取代对称加密而出现的，非对称加密速度比对称加密慢很多，
极端情况下会慢1000 倍，所以一般不会用来加密大量数据，通常我们经常会将对称加密和非对称加密两种技术联合起来使用，例如用非对称加密来给称加密里的秘钥进行加密。