什么是AES
“AES 是 Advanced Encryption Standard(高級加密標准)的縮寫,是密碼學中最常用的加密算法之一。這個標准用來替代原先的 DES(Data Encryption Standard),已經被多方分析且廣為世界所使用。”
分組密碼在加密時明文分組的長度是固定的，而實用中待加密消息的數據量是不定的，數據格式可能是多種多樣的。為了能在各種應用場合安全地使用分組密碼，通常對不同的使用目的運用不同的工作模式。
一、電碼本模式（ECB）
將整個明文分成若干段相同的小段，然后對每一小段進行加密。
優：操作簡單，易於實現；分組獨立，易於並行；誤差不會被傳送。——簡單，可並行，不傳送誤差。
缺：掩蓋不了明文結構信息，難以抵抗統計分析攻擊。——可對明文進行主動攻擊。
二、密碼分組鏈模式（CBC）
先將明文切分成若干小段，然后每一小段與初始塊或者上一段的密文段進行異或運算后，再與密鑰進行加密。
優點：能掩蓋明文結構信息，保證相同密文可得不同明文，所以不容易主動攻擊，安全性好於ECB，適合傳輸長度長的報文，是SSL和IPSec的標准。
缺點：（1）不利於並行計算；（2）傳遞誤差——前一個出錯則后續全錯；（3）第一個明文塊需要與一個初始化向量IV進行抑或，初始化向量IV的選取比較復雜。
初始化IV的選取方式：固定IV，計數器IV，隨機IV（只能得到偽隨機數，用的最多），瞬時IV（難以得到瞬時值）
三、輸出反饋模式（OFB）
密碼算法的輸出（指密碼key而不是密文）會反饋到密碼算法的輸入中，OFB模式並不是通過密碼算法對明文直接加密，而是通過將明文分組和密碼算法的輸出進行XOR來產生密文分組。
優點：隱藏了明文模式；結合了分組加密和流密碼（分組密碼轉化為流模式）；可以及時加密傳送小於分組的數據。
缺點：不利於並行計算；需要生成秘鑰流；對明文的主動攻擊是可能的。
四 計數器模式（CTR）
完全的流模式。將瞬時值與計數器連接起來，然后對此進行加密產生密鑰流的一個密鑰塊，再進行XOR操作 。
優點：不泄露明文；僅需實現加密函數；無需填充；可並行計算。
缺點：需要瞬時值IV，難以保證IV的唯一性。
五 對比CBC和CTR
（1）CBC需要填充；CTR不用填充。
（2）CBC不可並行；CTR可並行速度快。
（3）CBC需要實現加密和解密函數；CTR實現簡單，僅需實現加密函數。
（4）魯棒性：CBC強於CTR——使用重復瞬時值，CBC會泄露初始明文塊，CTR會泄露所有信息。
如果有好的瞬時值選擇策略，采用CTR，否則采用CBC。
如加密成績單，可選用CTR，因為學號唯一。可作為瞬時值。
六 分組密碼填充
目的：將明文填充到滿足分組大小，解密后再把填充去掉。
如何填充：缺幾個字節填充幾個自己的幾（如缺5個字節，填充5個字節的5）；如果不需要填充，則添加一個分組，分組中填充分組大小（如分組大小為64，填充16個字節的16）
七 分組密碼模式的安全性
任何分組密碼模式都存在信息的泄露，沒有一個是完美的，任何分組模式都可能會泄露信息，這只是一個概率的問題。
碰撞概率計算：
M個明文塊，塊長為N，以兩個塊組成一對，
不同塊的對數為：M(M-1)/2
兩個塊相等的概率為：1/2的n次方
密文塊相等的數量期望為：M(M-1)/2的n+1次方。
則當M(M-1)=2的n+1次方時候，即M約等於2的n/2次方時發生碰撞的概率約等於1。
例如：分組長度為64，則當塊數為2的32次方時，即加密數據2的32次方*64bit=256G時便會發生碰撞。
結論：分組密碼的安全不僅和秘鑰長度有關還和分組長度有關。