对称加密-AES

假设有一个发送方在向接收方发送消息。如果没有任何加密算法，接收方发送的是一个明文消息：“我是小灰”。

如果消息被中间人截获到，即使中间人无法篡改消息，也可以窥探到消息的内容，从而暴露了通信双方的私密。

具体工作的步骤如下：

1.发送方利用密钥123456，加密明文“我是小灰”，加密结果为TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==。

2.发送方把加密后的内容TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==传输给接收方。

3.接收方收到密文TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==，利用密钥123456还原为明文“我是小灰”。

对称加密算法是可逆的，主要作用是保证私密信息不被泄露。

AES(Advanced Encryption Standard)算法是DES算法的替代者。

AES算法的三个基本的概念：

密钥，填充，模式。

密钥

密钥是AES算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称，是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥。 

AES支持三种长度的密钥：128位，192位，256位

平时大家所说的AES128，AES192，AES256，实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用。

长度越长安全性越高，性能越低，本质上是它们加密的处理轮数不同。

填充

要想了解填充的概念，我们先要了解AES的分组加密特性。

什么是分组加密呢？我们来看看下面这张图：

AES算法在对明文加密的时候，并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文，而是把明文拆分成一个个独立的明文块，每一个明文块长度128bit。

这些明文块经过AES加密器的复杂处理，生成一个个独立的密文块，这些密文块拼接在一起，就是最终的AES加密结果。

但是这里涉及到一个问题：假如一段明文长度是196bit，如果按每128bit一个明文块来拆分的话，第二个明文块只有64bit，不足128bit。这时候怎么办呢？就需要对明文块进行填充（Padding）。

NoPadding：不做任何填充，但是要求明文必须是16字节的整数倍。

PKCS5Padding（默认）：如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字符，且每个字节的值等于缺少的字符数。比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节，则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}

ISO10126Padding：如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字节，最后一个字符值等于缺少的字符数，其他字符填充随机数。比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节，则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}

模式 

AES的工作模式，体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。AES加密算法提供了五种不同的工作模式：CBC、ECB、CTR、CFB、OFB

CBC模式：电码本模式    Electronic Codebook Book 

ECB模式（默认）：密码分组链接模式    Cipher Block Chaining 

CTR模式：计算器模式    Counter

CFB模式：密码反馈模式    Cipher FeedBack

OFB模式：输出反馈模式    Output FeedBack

 

java的javax.crypto的封装：

1. kgen.init传入的第一个参数128决定了密钥的长度是128bit。

2. Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding")决定了AES选择的填充方式是NoPadding，工作模式是CBC模式。

我们在调用封装好的AES算法时，表面上使用的Key并不是真正用于AES加密解密的密钥，而是用于生成真正密钥的“种子”。填充明文时，如果明文长度原本就是16字节的整数倍，那么除了NoPadding以外，其他的填充方式都会填充一组额外的16字节明文块。