Golang实现AES对称加密的过程详解

AES加密

AES对称加密简介
AES是一个对称密码，旨在取代DES成为广泛使用的标准。是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

AES对称加密过程
加密解密算法的输入是一个128位分组。这些分组被描述成4×4的字节方阵，这个分组被复制到数组中，并在加密和解密的每一阶段都被修改。在字节方阵中，每一格都是一个字，包含了4字节。在矩阵中字是按列排序的。
加密由N轮构成，轮数依赖于密钥长度：16字节密钥对应10轮，24字节密钥对应12轮，32字节对应14轮。

AES加密模式

1.电码本模式（Electronic Codebook Book (ECB)

ECB模式是最早采用和最简单的模式，它将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同，然后每组都用相同的密钥进行加密。

2.密码分组链接模式（Cipher Block Chaining (CBC)）

这种模式是先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。

3.密码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB)）
隐藏了明文模式，分组密码转化为流模式，可以及时加密传送小于分组的数据

4.OFB(Output FeedBack，输出反馈)模式
隐藏了明文模式;，分组密码转化为流模式，可以及时加密传送小于分组的数据

AES填充方式
AES支持支持几种填充：NoPadding，PKCS5Padding，ISO10126Padding，PaddingMode.Zeros，PaddingMode.PKCS7。对于AES来说PKCS5Padding和PKCS7Padding是完全一样的，不同在于PKCS5限定了块大小为8bytes而PKCS7没有限定。因此对于AES来说两者完全相同

Golang实现AES加密解密

下面附上Golang实现AES加密ECB模式的源码：

package main
import (
	"bytes"
	"crypto/aes"
	"fmt"
	"testing"
)

//ECB模式解密
func ECBDecrypt(crypted, key []byte) ([]byte, error) {
	if !validKey(key) {
		return nil, fmt.Errorf("秘钥长度错误,当前传入长度为 %d",len(key))
	}
	if len(crypted) < 1 {
		return nil, fmt.Errorf("源数据长度不能为0")
	}
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	if len(crypted)%block.BlockSize() != 0 {
		return nil, fmt.Errorf("源数据长度必须是 %d 的整数倍，当前长度为：%d",block.BlockSize(), len(crypted))
	}
	var dst []byte
	tmpData := make([]byte, block.BlockSize())

	for index := 0; index < len(crypted); index += block.BlockSize() {
		block.Decrypt(tmpData, crypted[index:index+block.BlockSize()])
		dst = append(dst, tmpData...)
	}
	dst, err = PKCS5UnPadding(dst)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return dst, nil
}

//ECB模式加密
func ECBEncrypt(src, key []byte) ([]byte, error) {
	if !validKey(key) {
		return nil, fmt.Errorf("秘钥长度错误, 当前传入长度为 %d",len(key))
	}
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	if len(src) < 1 {
		return nil, fmt.Errorf("源数据长度不能为0")
	}
	src = PKCS5Padding(src, block.BlockSize())
	if len(src)%block.BlockSize() != 0 {
		return nil, fmt.Errorf("源数据长度必须是 %d 的整数倍，当前长度为：%d",block.BlockSize(), len(src))
	}
	var dst []byte
	tmpData := make([]byte, block.BlockSize())
	for index := 0; index < len(src); index += block.BlockSize() {
		block.Encrypt(tmpData, src[index:index+block.BlockSize()])
		dst = append(dst, tmpData...)
	}
	return dst, nil
}

// PKCS5填充
func PKCS5Padding(ciphertext []byte, blockSize int) []byte {
	padding := blockSize - len(ciphertext)%blockSize
	padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
	return append(ciphertext, padtext...)
}

// 去除PKCS5填充
func PKCS5UnPadding(origData []byte) ([]byte, error) {
	length := len(origData)
	unpadding := int(origData[length-1])

	if length < unpadding {
		return nil, fmt.Errorf("invalid unpadding length")
	}
	return origData[:(length - unpadding)], nil
}

// 秘钥长度验证
func validKey(key []byte) bool {
	k := len(key)
	switch k {
	default:
		return false
	case 16, 24, 32:
		return true
	}
}

func TestAes(t *testing.T){
	srcData := "hello world !"
	key := []byte("abcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcd")
	//测试加密
	encData ,err := ECBEncrypt([]byte(srcData),(key))
	if err != nil {
		t.Errorf(err.Error())
		return
	}

	//测试解密
	decData ,err := ECBDecrypt(encData,key)
	if err != nil {
		t.Errorf(err.Error())
		return
	}
	t.Log(string(decData))
}

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