AES 前后端加解密方案
AES 前后端加解密方案
背景
最近有一个需求：后端对敏感数据进行加密传输给前端，由前端解密后进行回显。在讨论之后，定下了AES加解密方案
概念
AES: 密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准，是最为常见的对称加密算法
密码说明
AES算法主要有四种操作处理，分别是：
密钥轮加（Add Round Key）
字节代换层（SubBytes）
行位移层（Shift Rows）
列混淆层（Mix Column）
主要是讲使用方案，所以这里不说太多废话了，对算法感兴趣的同学移步这里, 讲的非常详细，不过文章里的代码是使用C语言写的，为此找到了github上aes.js 的源码，感兴趣的同学移步这里
前端实现
现在简单说一下前端的实现：
我先找到了github上的源码，看了一下大概800行的样子。本来打算直接改吧改吧，封装成一个加解密的工具方法，直接扔在utils目录里的。本来也很成功的改好了，本地加解密试了一下，效果也很不错。根据github链接上的readme文档说明，封装了如下函数：
// 省略了改完的aes.js的代码。。。 // 加密 text 需要加密的文本 key 密钥 const toAESBytes = (text, key) => { const textBytes = aesjs.utils.utf8.toBytes(text); const aesCtr = new aesjs.ModeOfOperation.ctr(key, new aesjs.Counter(5)); const encryptedBytes = aesCtr.encrypt(textBytes); const encryptedHex = aesjs.utils.hex.fromBytes(encryptedBytes); console.log('加密后的文本：', encryptedHex); return encryptedHex; }; // 解密 const fromAESBytes = (text, key) => { const encryptedBytes = aesjs.utils.hex.toBytes(text); const aesCtr = new aesjs.ModeOfOperation.ctr(key, new aesjs.Counter(5)); const decryptedBytes = aesCtr.decrypt(encryptedBytes); const decryptedText = aesjs.utils.utf8.fromBytes(decryptedBytes); console.log('解密后的文本：', decryptedText); return decryptedText; } 复制代码但是这个方法在和后端对接的时候出现了一点偏差，死活也不能将后端加密后的数据成功解密。于是又向后端同学请教了一下，发现原因如下：
在AES加解密算法中，除了加解密的密文，也就是key需要一样之外，还有几样东西也非常重要：
AES 的算法模式需要保持一致
关于算法模式，主要有以下几种：
1. 电码本模式 Electronic Codebook Book (ECB)； 2. 密码分组链接模式 Cipher Block Chaining (CBC) 3. 计算器模式Counter (CTR) 4. 密码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB) 5. 输出反馈模式Output FeedBack (OFB) 复制代码
这么看的话，我上面的demo应该使用的就是计算器模式了！关于算法模式的介绍，感兴趣的同学请移步这里
补码方式保持一致
关于补码方式，我查到的以下几种：
1. PKCS5Padding PKCS7Padding的子集，块大小固定为8字节 2. PKCS7Padding 假设数据长度需要填充n(n>0)个字节才对齐，那么填充n个字节，每个字节都是n;如果数据本身就已经对齐了，则填充一块长度为块大小的数据，每个字节都是块大小。 3. ZeroPadding 数据长度不对齐时使用0填充，否则不填充 复制代码
密钥长度保持一致
AES算法一共有三种密钥长度：128、192、256。这个前后端的密钥长度确实是保持一致的。
加密结果编码方式保持一致
一般情况下，AES加密结果有两种编码方式：base64 和 16进制
所以到底是哪里出了问题呢？后端同学好心发给了我他后端的代码：
/** * aes 加密 Created by xingxiping on 2017/9/20. */ public class AesUtils { private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES"; // optional value AES/DES/DESede private AesUtils(){ } /** * 加密 * * @param content * 源内容 * @param key * 加密密钥 * @return */ public static String encrypt(String content, String key) throws Exception { Cipher cipher = getCipher(key, Cipher.ENCRYPT_MODE); byte[] byteContent = content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8); byte[] result = cipher.doFinal(byteContent); return Base64Utils.encode(result); } /** * 解密 * * @param content * 内容 * @param key * 解密密钥 * @return */ public static byte[] decrypt(String content, String key) throws Exception { Cipher cipher = getCipher(key, Cipher.DECRYPT_MODE); byte[] bytes = Base64Utils.decode(content); bytes = cipher.doFinal(bytes); return bytes; } private static Cipher getCipher(String key, int cipherMode) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException { Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES"); cipher.init(cipherMode, secretKey); return cipher; } } 复制代码破案了，后端老哥对加密后的结果进行了base64编码，然后我又仔细去看了一下aes.js源码，根本没有找到base64的影子啊！
于是在查找一翻资料以后，决定使用crypto-j,使用 Crypto-JS 可以非常方便地在 JavaScript 进行 MD5、SHA1、SHA2、SHA3、RIPEMD-160 哈希散列，进行 AES、DES、Rabbit、RC4、Triple DES 加解密。真是方便呀，老规矩，感兴趣的同学可以移步这里
以下是我又一轮的解决步骤：
npm install crypto-js在utils目录下新建一个文件aes.js
封装如下代码：
// aes 解密 import CryptoJS from 'crypto-js'; // 解密 encryptedStr待解密字符串 pass 密文 export const aesDecode = (encryptedStr, pass) => { const key = CryptoJS.enc.Utf8.parse(pass); // 通过密钥获取128位的key const encryptedHexStr = CryptoJS.enc.Base64.parse(encryptedStr); // 解码base64编码结果 const encryptedBase64Str = CryptoJS.enc.Base64.stringify(encryptedHexStr); const decryptedData = CryptoJS.AES.decrypt(encryptedBase64Str, key, { mode: CryptoJS.mode.ECB, padding: CryptoJS.pad.Pkcs7 }); return decryptedData.toString(CryptoJS.enc.Utf8); } 复制代码然后就可以正常调用了！
最后，终于成功解密！
一点点小感悟
在日常工作中真的很少使用算法，对称加密在学校里听起来好像非常简单的样子，但是真的应用到生活中，特别是安全领域，还是非常复杂的。哎，学无止境吧～
作者：溜溜球形废物
链接：https://juejin.cn/post/6951368041590423582