加密算法詳解

1：AES加密：高級加密標准(AES,Advanced Encryption Standard)為最常見的對稱加密算法。

對稱加密算法也就是加密和解密用相同的密鑰，具有以下幾個特點： 最常用的對稱加密算法; 密鑰建立時間短、靈敏性好、內存需求低; 實際使用中，使用工作模式為CTR（最好用BC去實現），此工作模式需要引入IV參數(16位的字節數組); 密鑰長度16字節/24字節/32字節(對應AES-128、AES-192和AES-256) ;　　　　16*8 一個字節等於8位 填充模式最常用的兩種PKCS5Padding和PKCS7Padding，其中后者只有BC獨有; 加密和解密用到的密鑰是相同的，這種加密方式加密速度非常快，適合經常發送數據的場合.

2：AES 加密的參數及其條件

1：秘鑰：加密的時候用秘鑰，解密的時候需要同樣的秘鑰才能解出來 2：明文：需要加密的參數 3：模式：aes 加密常用的有 ECB 和 CBC 模式（我只用了這兩個模式，還有其他模式） 4：iv 偏移量：這個參數在 ECB 模式下不需要，在 CBC 模式下需要

1：秘鑰：必須是16位字節或者24位字節或者32位字節（因為python3的字符串是unicode編碼，需要 encode才可以轉換成字節型數據） 2：明文：字節長度需要是16位的倍數

 3:AES庫的安裝

python 在 Windows下使用AES時要安裝的是pycryptodome 模塊  pip install pycryptodome python 在 Linux下使用AES時要安裝的是pycrypto模塊 pip install pycrypto 

 

 

  　　具體的加密流程如上圖：

4：數據擴張

AES在加密過程中,是以16byte為單位去加密的，如果數據長度不足16byte,就要進行數據擴張; AES支持支持幾種填充：NoPadding，PKCS5Padding，ISO10126Padding，PaddingMode.Zeros;PaddingMode.PKCS7
　　(詳情見https://www.cnblogs.com/midea0978/articles/1437257.html);

示例
 比如待加密的數據為字符串b'hello world',長度為11,需要填充5個字節:那么就補充5個5，如果需要補充6個字節那么就補充6個6，這樣解析起來詢速
 PKCS7填充 數據少了5個字節，那么就填充5個5（注意是0x05，而不是字符5）; 源數據就變為b'hello world\x05\x05\x05\x05\x05'; PKCS5  PKCS7的子集，只是塊大小固定為8，8的倍數補充， PaddingMode.Zeros  缺多少就補多少個0; 源數據就變為b'hello world\x00\x00\x00\x00\x00'; ANSIX923 填充字符串由一個字節序列組成，此字節序列的最后一個字節填充字節序列的長度，其余字節均填充數字零。 源數據填充后變為 b'hello world\x00\x00\x00\x00\x05'; ISO10126 填充字符串由一個字節序列組成，此字節序列的最后一個字節填充字節序列的長度，其余字節填充隨機數據 源數據填充后變為 b'hello world\xcd\xaf\x9e\x6d\x05'; 注意:如果數據剛好16byte，那就要再補充稱16個字節.一定要比原先的多(每種補充都要滿足這樣。這里非常容易被忽略);

5：python實現AES加密

from Crypto.Cipher import AES BLOCK_SIZE = 16  # 可以為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類型的數據
    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]]  # 過濾填充的數據

if __name__ == '__main__': src = b'hello world' key = b'123DJ7fhs93kg78C' encrypt = aesEncrypt(key, src)  # 加密后的二進制數據
    decrypt = aesDecrypt(key, encrypt) print(decrypt)  # 解碼出來的原始數據

　　CBC加密需要一個十六位的key(密鑰)和一個十六位iv(偏移量)

　　ECB加密不需要iv

AES CBC 加密的python實現 1 from Crypto.Cipher import AES 2 from binascii import b2a_hex, a2b_hex 3 
 4 
 5 # 如果text不足16位的倍數就用空格補足為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 # 加密函數
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     # 因為AES加密后的字符串不一定是ascii字符集的，輸出保存可能存在問題，所以這里轉為16進制字符串
24     return b2a_hex(cipher_text) 25 
26 
27 # 解密后，去掉補足的空格用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實現 1 """ 2 ECB沒有偏移量 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 # 加密函數
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，去掉補足的空格用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 """需要傳入key和iv,不指定iv內部會使用隨機iv""" AES.MODE_CBC AES.MODE_CFB AES.MODE_EAX AES.MODE_GCM AES.MODE_OFB """還未仔細研究""" AES.MODE_SIV AES.MODE_CCM AES.MODE_OCB AES.MODE_CTR AES.MODE_OPENPGP