漫画：什么是AES算法？

偏执的太偏执、 2022-03-12 06:12 269阅读 0赞

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假设有一个发送方在向接收方发送消息。如果没有任何加密算法，接收方发送的是一个明文消息：“我是小灰”

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如果消息被中间人截获到，即使中间人无法篡改消息，也可以窥探到消息的内容，从而暴露了通信双方的私密。

因此我们不再直接传送明文，而改用对称加密的方式传输密文，画风就变成了下面这样：

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具体工作的步骤如下：

1.发送方利用密钥123456，加密明文“我是小灰”，加密结果为TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==。

2.发送方把加密后的内容TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==传输给接收方。

3.接收方收到密文TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==，利用密钥123456还原为明文“我是小灰”。

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**1.密钥**

密钥是AES算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称，是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用**同一个密钥**。

AES支持三种长度的密钥：

**128位，192位，256位**

平时大家所说的AES128，AES192，AES256，实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用。

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**2.填充**

要想了解填充的概念，我们先要了解AES的**分组加密**特性。

什么是分组加密呢？我们来看看下面这张图：

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AES算法在对明文加密的时候，并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文，而是把明文拆分成一个个独立的明文块，每一个铭文块长度128bit。

这些明文块经过AES加密器的复杂处理，生成一个个独立的密文块，这些密文块拼接在一起，就是最终的AES加密结果。

但是这里涉及到一个问题：

假如一段明文长度是196bit，如果按每128bit一个明文块来拆分的话，第二个明文块只有64bit，不足128bit。这时候怎么办呢？就需要对明文块进行**填充**（Padding）。

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**NoPadding：**

不做任何填充，但是要求明文必须是16字节的整数倍。

**PKCS5Padding（默认）：**

如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字符，且每个字节的值等于缺少的字符数。

比如明文：\{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e\},缺少6个字节，则补全为\{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e**,6,6,6,6,6,6**\}

**ISO10126Padding：**

如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字节，最后一个字符值等于缺少的字符数，其他字符填充随机数。

比如明文：\{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e\},缺少6个字节，则可能补全为\{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e**,5,c,3,G,$,6**\}

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**3.模式**

AES的工作模式，体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。AES加密算法提供了五种不同的工作模式：

CBC、ECB、CTR、CFB、OFB

模式之间的主题思想是近似的，在处理细节上有一些差别。我们这一期只介绍各个模式的基本定义。

**CBC模式：**

电码本模式 Electronic Codebook Book

**ECB模式（默认）：**

密码分组链接模式 Cipher Block Chaining

**CTR模式：**

计算器模式 Counter

**CFB模式：**

密码反馈模式 Cipher FeedBack

**OFB模式：**

输出反馈模式 Output FeedBack

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1. kgen.init传入的第一个参数128决定了密钥的长度是**128bit**。

2. Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding")决定了AES选择的填充方式是**NoPadding**，工作模式是**CBC**模式。

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几点补充：

1.我们在调用封装好的AES算法时，表面上使用的Key并不是真正用于AES加密解密的密钥，而是用于生成真正密钥的“种子”。

2.填充明文时，如果明文长度原本就是16字节的整数倍，那么除了NoPadding以外，其他的填充方式都会填充一组额外的16字节明文块。

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