加密算法详解

1：AES加密：高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法。

对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，具有以下几个特点： 最常用的对称加密算法; 密钥建立时间短、灵敏性好、内存需求低; 实际使用中，使用工作模式为CTR（最好用BC去实现），此工作模式需要引入IV参数(16位的字节数组); 密钥长度16字节/24字节/32字节(对应AES-128、AES-192和AES-256) ;　　　　16*8 一个字节等于8位 填充模式最常用的两种PKCS5Padding和PKCS7Padding，其中后者只有BC独有; 加密和解密用到的密钥是相同的，这种加密方式加密速度非常快，适合经常发送数据的场合.

2：AES 加密的参数及其条件

1：秘钥：加密的时候用秘钥，解密的时候需要同样的秘钥才能解出来 2：明文：需要加密的参数 3：模式：aes 加密常用的有 ECB 和 CBC 模式（我只用了这两个模式，还有其他模式） 4：iv 偏移量：这个参数在 ECB 模式下不需要，在 CBC 模式下需要

1：秘钥：必须是16位字节或者24位字节或者32位字节（因为python3的字符串是unicode编码，需要 encode才可以转换成字节型数据） 2：明文：字节长度需要是16位的倍数

 3:AES库的安装

python 在 Windows下使用AES时要安装的是pycryptodome 模块  pip install pycryptodome python 在 Linux下使用AES时要安装的是pycrypto模块 pip install pycrypto 

 

 

  　　具体的加密流程如上图：

4：数据扩张

AES在加密过程中,是以16byte为单位去加密的，如果数据长度不足16byte,就要进行数据扩张; AES支持支持几种填充：NoPadding，PKCS5Padding，ISO10126Padding，PaddingMode.Zeros;PaddingMode.PKCS7
　　(详情见https://www.cnblogs.com/midea0978/articles/1437257.html);

示例
 比如待加密的数据为字符串b'hello world',长度为11,需要填充5个字节:那么就补充5个5，如果需要补充6个字节那么就补充6个6，这样解析起来询速
 PKCS7填充 数据少了5个字节，那么就填充5个5（注意是0x05，而不是字符5）; 源数据就变为b'hello world\x05\x05\x05\x05\x05'; PKCS5  PKCS7的子集，只是块大小固定为8，8的倍数补充， PaddingMode.Zeros  缺多少就补多少个0; 源数据就变为b'hello world\x00\x00\x00\x00\x00'; ANSIX923 填充字符串由一个字节序列组成，此字节序列的最后一个字节填充字节序列的长度，其余字节均填充数字零。 源数据填充后变为 b'hello world\x00\x00\x00\x00\x05'; ISO10126 填充字符串由一个字节序列组成，此字节序列的最后一个字节填充字节序列的长度，其余字节填充随机数据 源数据填充后变为 b'hello world\xcd\xaf\x9e\x6d\x05'; 注意:如果数据刚好16byte，那就要再补充称16个字节.一定要比原先的多(每种补充都要满足这样。这里非常容易被忽略);

5：python实现AES加密

from Crypto.Cipher import AES BLOCK_SIZE = 16  # 可以为16,24,32

def padding_PKCS7(src):  # PKCS7填充方式
    add = BLOCK_SIZE - len(src) % BLOCK_SIZE return src + add * chr(add).encode() def padding_PaddingMode_Zeros(src):  # Zeros填充方式
    add = BLOCK_SIZE - len(src) % BLOCK_SIZE return src + add * chr(0).encode() def aesEncrypt(key, data): cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB) # data = padding_PaddingMode_Zeros(data)
    padding = padding_PKCS7(data) # 加密后得到的是bytes类型的数据
    result = cipher.encrypt(padding) return result def aesDecrypt(key, data): cipher = AES.new(key, AES.MODE_ECB) plain_text = cipher.decrypt(data) return plain_text[0: -plain_text[-1]]  # 过滤填充的数据

if __name__ == '__main__': src = b'hello world' key = b'123DJ7fhs93kg78C' encrypt = aesEncrypt(key, src)  # 加密后的二进制数据
    decrypt = aesDecrypt(key, encrypt) print(decrypt)  # 解码出来的原始数据

　　CBC加密需要一个十六位的key(密钥)和一个十六位iv(偏移量)

　　ECB加密不需要iv

AES CBC 加密的python实现 1 from Crypto.Cipher import AES 2 from binascii import b2a_hex, a2b_hex 3 
 4 
 5 # 如果text不足16位的倍数就用空格补足为16位
 6 def add_to_16(text): 7     if len(text.encode('utf-8')) % 16: 8         add = 16 - (len(text.encode('utf-8')) % 16) 9     else: 10         add = 0 11     text = text + ('\0' * add) 12     return text.encode('utf-8') 13 
14 
15 # 加密函数
16 def encrypt(text): 17     key = '9999999999999999'.encode('utf-8') 18     mode = AES.MODE_CBC 19     iv = b'qqqqqqqqqqqqqqqq'
20     text = add_to_16(text) 21     cryptos = AES.new(key, mode, iv) 22     cipher_text = cryptos.encrypt(text) 23     # 因为AES加密后的字符串不一定是ascii字符集的，输出保存可能存在问题，所以这里转为16进制字符串
24     return b2a_hex(cipher_text) 25 
26 
27 # 解密后，去掉补足的空格用strip() 去掉
28 def decrypt(text): 29     key = '9999999999999999'.encode('utf-8') 30     iv = b'qqqqqqqqqqqqqqqq'
31     mode = AES.MODE_CBC 32     cryptos = AES.new(key, mode, iv) 33     plain_text = cryptos.decrypt(a2b_hex(text)) 34     return bytes.decode(plain_text).rstrip('\0') 35 
36 
37 if __name__ == '__main__': 38     e = encrypt("hello world")  # 加密
39     d = decrypt(e)  # 解密
40     print("加密:", e) 41     print("解密:", d)

AES ECB加密的python实现 1 """ 2 ECB没有偏移量 3 """
 4 from Crypto.Cipher import AES 5 from binascii import b2a_hex, a2b_hex 6 
 7 
 8 def add_to_16(text): 9     if len(text.encode('utf-8')) % 16: 10         add = 16 - (len(text.encode('utf-8')) % 16) 11     else: 12         add = 0 13     text = text + ('\0' * add) 14     return text.encode('utf-8') 15 
16 
17 # 加密函数
18 def encrypt(text): 19     key = '9999999999999999'.encode('utf-8') 20     mode = AES.MODE_ECB 21     text = add_to_16(text) 22     cryptos = AES.new(key, mode) 23 
24     cipher_text = cryptos.encrypt(text) 25     return b2a_hex(cipher_text) 26 
27 
28 # 解密后，去掉补足的空格用strip() 去掉
29 def decrypt(text): 30     key = '9999999999999999'.encode('utf-8') 31     mode = AES.MODE_ECB 32     cryptor = AES.new(key, mode) 33     plain_text = cryptor.decrypt(a2b_hex(text)) 34     return bytes.decode(plain_text).rstrip('\0') 35 
36 
37 if __name__ == '__main__': 38     e = encrypt("hello world")  # 加密
39     d = decrypt(e)  # 解密
40     print("加密:", e) 41     print("解密:", d)

6：AES工作模式

"""只要key,不需要iv""" AES.MODE_ECB """需要传入key和iv,不指定iv内部会使用随机iv""" AES.MODE_CBC AES.MODE_CFB AES.MODE_EAX AES.MODE_GCM AES.MODE_OFB """还未仔细研究""" AES.MODE_SIV AES.MODE_CCM AES.MODE_OCB AES.MODE_CTR AES.MODE_OPENPGP