在线AES加密解密

AES加密解密在线介绍

AES加密解密算法是最流行的对称加密算法，是为了取代DES而建立的高级加密标准。该算法是可逆的，采用同一个密钥对数据进行对称加密/AES解密。常用于服务端之间的数据传输和安全性校验，https就是用AES来进行数据传输的，英文全称为Advanced Encryption Standard。

AES加密解密原理

AES加密解密过程的核心在于一系列复杂的数学变换，包括字节替换(SubBytes)、行移位(ShiftRows)、列混合(MixColumns，除最后一轮外)和轮密钥加(AddRoundKey)。这些步骤通过多轮迭代，实现对数据的混淆和扩散，生成难以破解的密文。

1. 密钥扩展：AES的第一步是密钥扩展，将输入的密钥扩展成多个轮密钥。这些轮密钥将在后续的加密轮次中使用，确保每轮加密都使用不同的密钥，增强算法的安全性。
2. 加密过程：
   字节替换：使用S盒（Substitution box）对输入数据的每个字节进行替换，增加数据的混淆程度。
   行移位：将状态矩阵（4x4字节矩阵）的每一行进行循环左移，不同行的移动距离不同，有助于数据的进一步扩散。
   列混合：通过矩阵乘法运算将状态矩阵的每一列与固定矩阵相乘，进一步混淆数据。但在最后一轮加密中省略此步骤，以简化解密过程。
   轮密钥加：将当前轮次的轮密钥与状态矩阵进行异或运算，将密钥信息融入加密过程。
3. 解密过程：解密是加密的逆过程，通过相反的顺序执行逆行移位、逆字节替换、逆列混合（除第一轮外）和轮密钥加等步骤，还原原始数据。

AES支持的模式

1. ECB模式（The Electronic Codebook Mode）
2. CBC模式（The Cipher Block Chaining Mode）
3. CFB模式（The Cipher Feedback Mode）
4. CTR模式（The Counter Mode）
5. OFB模式（The Output Feedback Mode）

其中，使用最为普遍的是CBC模式，不建议使用的是ECB模式（不安全）

AES常见的内容填充规则

1. NoPadding：顾名思义，就是不填充。缺点就是只能加密长为BlockSize倍数的信息，一般不会使用
2. ZerosPadding：全部填充0x00，无论缺多少全部填充0x00，已经是BlockSize的倍数仍要填充，一般不会使用
3. PKCS#5：缺几个字节就填几个字节，每个字节的值为缺的字节数；在AES加密当中严格来说是不能使用PKCS#5的，因为AES的块大小是16bytes而PKCS#5只能用于8bytes
4. PKCS#7：缺几个字节就填几个字节，每个字节的值为缺的字节数；当长度不对齐时，将数据填充到满足分组的长度；当长度刚好对齐时，在原始数据末尾新增一个填充块；OpenSSL在AES加密中默认使用PKCS#7
5. ISO 10126：最后一个字节的值是需要填充的字节数（需要填充的字节数包括了最后一字节），其他全部填随机数
6. ANSI X9.23：跟ISO 10126很像，只不过ANSI X9.23其他字节填的都是0而不是随机数

AES密钥KEY和初始化向量IV

1. 密钥KEY：AES标准规定区块长度只有一个值，固定为128Bit，对应的字节为16位。AES算法规定密钥长度只有三个值，128Bit、192Bit、256Bit，对应的字节为16位、24位和32位，其中密钥KEY不能公开传输，用于加密解密数据
2. 初始化向量IV：该字段可以公开，用于将加密随机化。同样的明文被多次加密也会产生不同的密文，避免了较慢的重新产生密钥的过程，初始化向量与密钥相比有不同的安全性需求，因此IV通常无须保密。然而在大多数情况中，不应当在使用同一密钥的情况下两次使用同一个IV，一般推荐初始化向量IV为16位的随机值

初始化向量IV可以有效提升安全性，但是在实际的使用场景中，它不能像密钥KEY那样直接保存在配置文件或固定写死在代码中，一般正确的处理方式为：在加密端将IV设置为一个16位的随机值，然后和加密文本一起返给解密端即可