转 AES加密算法原理(aes几种加密方式)
转 AES加密算法原理(aes几种加密方式)
一般的加密通常都是块加密，如果要加密超过块大小的数据，就需要涉及填充和链加密模式，本文对对称加密和分组加密中的几种种模式进行一一分析(ECB、CBC、CFB、OFB,CTR)
这种模式是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。
优点:
这种模式是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：
计算器模式不常见，在CTR模式中， 有一个自增的算子，这个算子用密钥加密之后的输出和明文异或的结果得到密文，相当于一次一密。这种加密方式简单快速，安全可靠，而且可以并行加密，但是 在计算器不能维持很长的情况下，密钥只能使用一次 。CTR的示意图如下所示：
优点：
优点：
优点：
转：
JCE中AES支持五中模式：CBC，CFB，ECB，OFB，PCBC；支持三种填充：NoPadding，PKCS5Padding，ISO10126Padding。不支持SSL3Padding。不支持“NONE”模式。
其中AES/ECB/NoPadding和我现在使用的AESUtil得出的结果相同(在16的整数倍情况下)。
不带模式和填充来获取AES算法的时候，其默认使用ECB/PKCS5Padding。
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
可以看到，在原始数据长度为16的整数倍时，假如原始数据长度等于16*n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16*n，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16*n+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。
跟第三方联调的时候会碰到各种加密算法，所以总结一下。
AES不是将拿到的明文一次性加密，而是分组加密，就是先将明文切分成长度相等的块，每块大小128bit，再对每一小块进行加密。那么问题就来了，并不是所有的原始明文串能被等分成128bit，例如原串大小200bit，那么第二个块只有72bit，所以就需要对第二个块进行填充处理，让第二个块的大小达到128bit。常见的填充模式有
不进行填充，要求原始加密串大小必须是128bit的整数倍；
假设块大小8字节，如果这个块跟8字节还差n个字节，那么就在原始块填充n，直到满8字节。例：块{1,2,3}，跟8字节差了5个字节，那么补全后的结果{1,2,3,5,5,5,5,5}后面是五个5，块{1,2,3,..7}跟8字节差了1个字节，那么补全后就是{1,2,3,...,7,1},就是补了一个1。
如果恰好8字节又选择了PKCS5Padding填充方式呢？块{1,2,3...8}填充后变成{1,2,3...8,8...8}，原串后面被补了8个8，这样做的原因是方便解密，只需要看最后一位就能算出原块的大小是多少。
跟PKCS5Padding的填充方式一样，不同的是，PKCS5Padding只是对8字节的进行填充，PKCS7Padding可以对1~256字节大小的block进行填充。openssl里aes的默认填充方式就是PKCS7Padding
AES有多种加密模式，包括：ECB,CBC,CTR,OCF,CFB,最常见的还是ECB和CBC模式。
最简单的一种加密模式，每个块进行独立加密，块与块之间加密互不影响，这样就能并行，效率高。
虽然这样加密很简单，但是不安全，如果两个块的明文一模一样，那么加密出来的东西也一模一样。
openssl的相关函数：
CBC模式中引入了一个新的概念，初始向量iv。iv的作用就是为了防止同样的明文块被加密成同样的内容。原理是第一个明文块跟初始向量做异或后加密，第二个块跟第一个密文块做异或再加密，依次类推，避免了同样的块被加密成同样的内容。
openssl相关函数：
敲黑板！！ 所以跟第三方对接的时候，如果对面说他们用aes加密，务必对他们发起灵魂三问：
签名的作用是让接受方验证你传过去的数据没有被篡改；加密的作用是保证数据不被窃取。
原理：你有一个需要被验签的原串A。
步骤一：选择hash算法将A进行hash得到hash_a；
步骤二：将hash_a进行加密，得到加密值encrypt_a；
步骤三：将原串A和加密的encrypt_a发给第三方，第三方进行验签。第三方先解密encrypt_a，得到一个hash值hash_a1，然后对原串A使用同样的hash算法进行hash，得到的即为加密前的hash_a,如果hash_a = hash_a1, 那么验签成功。
rsa使用私钥对信息加密来做签名，使用公钥解密去验签。
openssl相关函数：
注意：两个函数中的m，是原串hash后的值，type表示生成m的算法，例如NID_sha256表示使用sha256对原串进行的hash，返回1为签名成功或者验签成功，-1位为失败。
再次敲黑板！！ 所以如果第三方说使用rsa验签，要让对方告知他们的hash算法。
首先明确，私钥加密不等于签名。加密的时候，使用使用公钥加密，第三方使用你的私钥进行解密。
openssl里公钥加密函数为RSA_public_encrypt，私钥解密函数为RSA_private_decrypt，具体的可以自己去查看下官方文档。
rsa也涉及到了填充方式，所以对接的时候也要问清楚
在使用公钥进行加密时，会发现每次加密出的结果都不一样，但使用私钥加密时，每次的结果都一样，网上查了一圈，说是因为填充方式的原因。
官方文档说明：
那么为什么一定要使用私钥做签名，公钥做加密，而不是公钥做签名，私钥做加密呢？
举个栗子：
WPA-PSK（WPA-Preshared Key,WPA预共享密钥）是指WEP预分配共享密钥的认证方式，在加密方式和密钥的验证方式上作了修改，使其安全性更高。
WPA2 (WPA 第二版) 是Wi-Fi 联盟对采用IEEE 802.11i 安全增强功能的产品的认证计划。简单一点理解，WPA2是基于WPA的一种新的加密方式。
WPA2-PSK AES则是采用更高级加密标准。
拓展资料：
WPA全名为Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi网络安全接入，有WPA和WPA2两个标准，是一种保护无线电脑网络（Wi-Fi）安全的系统，它是应研究者在前一代的系统有线等效加密（WEP）中找到的几个严重的弱点而产生的。WPA实作了IEEE 802.11i标准的大部分，是在802.11i完备之前替代WEP的过渡方案。WPA的设计可以用在所有的无线网卡上，但未必能用在第一代的无线取用点上。WPA2具备完整的标准体系，但其不能被应用在某些老旧型号的网卡上。
WPA（Wi-Fi Protected Access）加密方式目前有四种认证方式：WPA、WPA-PSK、WPA2、WPA2-PSK。采用的加密算法有二种：AES（Advanced Encryption Standard高级加密算法）和TKIP（Temporal Key Integrity Protocol临时密钥完整性协议）。
l WPA
WPA是用来替代WEP的。WPA继承了WEP的基本原理而又弥补了WEP的缺点：WPA加强了生成加密密钥的算法，因此即便收集到分组信息并对其进行解析，也几乎无法计算出通用密钥；WPA中还增加了防止数据中途被篡改的功能和认证功能。
l WPA-PSK（预先共享密钥Wi-Fi保护访问）
WPA-PSK适用于个人或普通家庭网络，使用预先共享密钥，秘钥设置的密码越长，安全性越高。WPA-PSK只能使用TKIP加密方式。
l WPA2（WPA第二版）
WPA2是WPA的增强型版本，与WPA相比，WPA2新增了支持AES的加密方式。
l WPA2-PSK
WPA-PSK类似，适用于个人或普通家庭网络，使用预先共享密钥，支持TKIP和AES两种加密方式。
1、ECB：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。
2、CBC：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。
3、ECB和CBC的加密结果是不一样的，两者的模式不同，而且CBC会在第一个密码块运算时加入一个初始化向量。
