5 分钟了解 AES 加密算法的细节参数
AES 是一种对称的 (即加密解密使用同一个密钥) 加密算法，关于 AES 加密算法的原理已经有很多文章进行过详细介绍，这里不再表述，主要说说在日常使用 AES 加密算法的过程中，参数如何选择的问题。
密钥长度
AES 加密算法是一种分块加密的算法，即将明文数据分割成一个个小块单独加密，AES 分割每个块的长度为 128 位。
| 算法 | 分块长度 (位) | 密钥长度 (位) | 加密轮数 |
|---|---|---|---|
| AES-128 | 128 | 128 | 10 |
| AES-192 | 128 | 192 | 12 |
| AES-256 | 128 | 256 | 14 |
块加密算法
- ECB (Electronic Codebook，电子密码本) 算法：
- 概括：将每个明文块使用相同的密钥分别加密
- 优点：简单快速，支持并行计算
- 缺点：若两个明文块相同则加密后对应的密文块也相同，存在安全隐患
- CBC (Cipher Block Chaining，密码块链接) 算法：
- 概括：每个明文块先和上一个密文块异或后在使用密钥加密，第一个密文块和 IV (Initialization Vector，初始化向量) 进行异或操作
- 优点：解决 CBC 算法的缺点
- 缺点：加密时无法并行操作，必须等待上一个密文块加密完成才能计算下一个密文块；解密时若其中某一位发生改变，只会影响对应的密文块及下一个密文块，无法保证整体的正确性
- CFB (Cipher Feedback，密文反馈) 算法：
- 概括：与 CBC 算法几乎相同，先将上一个密文块加密后再与明文块进行异或操作
- OFB (Output Feedback，输出反馈) 算法：
- 概括：将密钥生成为密钥流，使用密钥流对每个明文块进行异或操作
- 优点：加密与解密的算法完全相同
- 缺点：不支持并行计算
- CTR (Counter Mode，计数器模式) 算法：
- 概括：与 OFB 算法类似，不同之处在于密钥流根据密钥、IV 和一个计数器生成，可以预先知道用于各个分块的密钥段，目前被广泛使用
- 优点：支持并行计算
- CCM (CBC-MAC/CTR Mode) 算法：
- 概括：一种能够同时提供身份验证和加密的算法，广泛用于 Wi-FI 网络中的 WPA 认证模式 (即 CCMP 模式)
- GCM (GMalois/Counter Mode，GMAC+CTR) 算法：
- 概括：在 CTR 算法的基础上，还将每个密文组与一个 Authentication 消息进行异或操作得到 MAC 值，用于正确性计算
- 优点：可以保证数据的完整性与正确性
填充算法
若最后一个分块的大小不足 128 位，在使用某些加密算法的情况下，必须填充 (Padding) 至 128 位。
| 块加密算法 | |
|---|---|
| 必须填充 | ECB/CBC |
| 不填充 | CFB/OFB/CTR/GCM |
填充算法：
| 填充算法 | 概述 |
|---|---|
| No Padding | 不进行填充 |
| PKCS7 Padding | 每个字节均填充为缺少的字节个数 |
| Zeros Padding | 全部填充为 0 |
| ANSIX923 Padding | 最后一个字节 (含) 为填充的字节个数，其他全部填充为 0 |
| ISO10126 Padding | 最后一个字节 (含) 为填充的字节个数，其他填充为随机数 |
输出格式
加密后的文本为字节流，一般考虑使用 Base64 编码后进行输出或将每个字节作为 16 进制数字转换为字符串后进行输出。
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