永强持续教你加解密：对称篇（二）

永强被吓坏了！因为永强看到了某个微信群有人指出我上篇打酱油附送的那篇文章《震惊！北京一男子竟然用swoole做了这种事！》太low了，不过这都是误会，一些都已经烟消云散了。

但是给永强留下了面积巨大的心理阴影

所以永强本来昨天要发的文章拖到了今天，但是永强实在是怕了。虽然我百般鼓励，但他还是心有余悸。尽管我都已经直接告诉他“你那玩意根本就没人看”了，他还是依然不敢发了。然后我不得不摆出PS大法给他做了一张图，他看了看那张图后又收了我6.66元的微信红包，决定继续鼓起勇气发了。

是时候表现一下我的PS精湛技术了！

“我们历经千辛万苦，摸打滚爬过数不清的错误，发射了不知道多少枚长征系列，耗费了一代航天人的心血，终于看到了地球与月亮通信的曙光，然后就在五分钟，我们惊讶地发现，原来老王的smartmesh技术早就实现了，甚至连地球文明与外形文明的通信都给出了完美的解决方案…” ——— 尼古拉斯 * 赵永强

众所周知，作为精通各种技术表演的我早就已经不屑于采用ppt的方式吹牛了，一般我都是直接上机操作表演，当然了，程序都是提前写好了的，全是mock的假数据，脚本实现自动化，无论谁来操作都是流畅的，一切都是完美的！

作为一个追求完美的人，我还得继续接着吹上次聊到结尾，好像是遗留了两个问题：

• ecb、cfb、cbc等这些后缀是什么意思
• iv向量又是什么意思

鉴于DES和3DES已经属于不建议使用的方法了，所以这次我们直接用AES加密进行装逼表演，比如下面这坨代码，你们复制粘贴走运行一下：

<?php$ava_methods = openssl_get_cipher_methods();// 选用aes-128-ecb$my_method   = 'aes-128-ecb';if ( !in_array( $my_method, $ava_methods ) ) {   exit( '错误的加密方法'.PHP_EOL );}// 加密用的密码$key  = "1234567812345678";// 加密的内容$data = "12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo";$enc_data = openssl_encrypt( $data, $my_method, $key, OPENSSL_RAW_DATA );$hex = bin2hex( $enc_data );echo $hex.' : '.strlen( $hex ).PHP_EOL;

我这里运行结果是：【c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533d96aa42b59151a9e9b5925fc9d95adaf : 96】

分析一下上面代码：这次我们选用的加密方法是AES-128-ECB，这个128是什么意思？128就是密钥长度的意思：128bit；如果你留心的话，还会注意到有aes-192-ecb和aes-256-ecb，其实就是指加密密钥长度为192bit、256bit，然后是值得注意的一个地方是：

$enc_data = openssl_encrypt( $data, $my_method, $key, OPENSSL_RAW_DATA );

最后一个参数是OPENSSL_RAW_DATA，如果选用这个option的话，经过加密后的数据会是奇怪的二进制数据，无法直接通过文本方式查看，所以要看的话必须先使用bin2hex函数处理一下。

注意了哈，我选的这个密钥1234567812345678是有特殊用意的，这个密钥的长度是16字节也就是128bit，而我们选用的aes加密方法中要求的密钥长度就是128bit，那么我们尝试将密钥增加几位变成：1234567812345678abc，然后其他代码不做任何改动，再次执行加密，结果如下：

c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533d96aa42b59151a9e9b5925fc9d95adaf : 96

就是说用“1234567812345678”和“1234567812345678abc”加密后的数据都是一样的。看起来如果我们选用128bit密钥长度的话，一旦密钥长度超过128bit后面多余的部分会被直接无视掉～～～

然后我们再尝试将密钥“1234567812345678”缩短一个字节，改成“123456781234567”，其他地方代码不做任何改动，运行一波儿，结果如下：

c202e5b1dc36c3147e50d02df7ab700cc202e5b1dc36c3147e50d02df7ab700cda89b056d926d3fea2e59ffc552b1d98 : 96

这次不行了，已经不一样了～

然后，我们将注意力放到明文和密文上来：

明文：12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo密文：c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533d96aa42b59151a9e9b5925fc9d95adaf

仔细观察有一个比较屌的地方，我们将密文每隔32个字符长度就分割一下，你们感受一下：

c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533d96aa42b59151a9e9b5925fc9d95adaf

卧槽，竟然有前两段是一样的！？？？卧槽。。。 。。。

仔细看了一把明文12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo，分析一下，卧槽！：

12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo

难道说明文“12345678abcdxxoo”被密钥“1234567812345678”加密后后的密文就是“c1391e34caf38f8c2a477cbda3772533”？

时机已然成熟了！是时候继续深入装逼了！为什么会出现这个结果？现在我们开始说“ecb、cfb、cbc等这些后缀是什么意思”。

你若有所思的猜测到：“难道说对称加密的时候，都是将明文先分块，然后再分别对分块加密？”，我欣慰地看着你说：“嗯，是的，肯定是，不然老子往下没法写了，我特么都快编不下去了…”

• DES和3DES会将明文以64bit（8字节）作为一个单元进行分组；
• AES则会将明文以128bit（16字节）作为一个单元进行分组；
• 无论是AES还是DES，当最后一个分组的数据长度不满足分组标准长度的时候，会用某种填充方式进行填充；
• AES对一个16字节分组加密完毕后，分组大小依然为16字节；

比如说这段明文“12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo”，一共是32字节，理论上说就会被先按照16字节分组：“12345678abcdxxoo”是一组，剩下的“12345678abcdxxoo”是另外一组，我们用程序验证一下：

<?php$ava_methods = openssl_get_cipher_methods();$my_method   = 'aes-128-ecb';if ( !in_array( $my_method, $ava_methods ) ) {   exit( '错误的加密方法'.PHP_EOL );}$key  = "123456781234567";// 注意！这段明文长度刚好为32字节！$data = "12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo";echo '明文长度：'.strlen( $data ).PHP_EOL;$enc_data = openssl_encrypt( $data, $my_method, $key, OPENSSL_RAW_DATA );echo '密文长度：'.strlen( $enc_data ).PHP_EOL;

注意明文长度我选择刚好为32字节。保存运行一下，至于你们那里是什么结果我不知道，反正我这里是这样的：

我日，感觉被打脸了，为毛加密后多出了16字节？

我们将明文从32字节的“12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo”修改成33字节的“12345678abcdxxoo12345678abcdxxooa”，这样的话，明文会被分成三个16字节的分组，由于最后一个分组只有一个字节，所以剩余15字节会被填充：

似乎印证了我们一个猜测：当最后一个明文分组小于要求分组标准大小时，不会产生新的分组；当最后一个明文分组大于等于要求分组标准大小时，会产生一个新的分组。

我不想填充怎么办？修改一下加密和解密函数的最后那个OPENSSL_NO_PADDING选项即可，你们感受一下：

<?php$ava_methods = openssl_get_cipher_methods();// 选用aes-128-ecb$my_method   = 'aes-128-ecb';if ( !in_array( $my_method, $ava_methods ) ) {  exit( '错误的加密方法'.PHP_EOL );}// 加密用的密码$key  = "1234567812345678";// 加密的内容$data = "12345678abcdxxoo12345678abcdxxoo";echo '明文：'.$data.'，长度为'.strlen( $data ).PHP_EOL;$enc_data = openssl_encrypt( $data, $my_method, $key, OPENSSL_NO_PADDING );echo '密文：'.$enc_data.'，长度为'.strlen( $enc_data ).PHP_EOL;$hex = bin2hex( $enc_data );echo "密文十六进制：".$hex.'，长度为'.strlen( $hex ).PHP_EOL;$dec_data = openssl_decrypt( $data, $my_method, $key, OPENSSL_NO_PADDING );$dec_data = openssl_decrypt( $enc_data, 'aes-128-ecb', $key, OPENSSL_NO_PADDING );echo "解密：".$dec_data.PHP_EOL;

上面代码运行一下，结果如下图：

有时候一些同学在做跨语言加解密的时候，基本上都是栽在了填充上。具体表现就是PHP加密后让Java解密，然后发现解密失败；或者Java加密PHP解密结果也是挂了。这个时候首先检查一下PADDING这里，基本上都是这样的问题。

那么说了这么多，总结一下：

AES和DES以及3DES这种加密方式被称为分组密码，分组密码每次只能加密固定长度的明文，所以如果明文很长的话，就需要轮流为每个分组明文进行加密，AES的分组长度是128bit，而DES的分组长度为64bit；如果一旦需要对多个分组进行轮流加密，加入明文被分成了三个明文分组，那么就需要对三个明文进行迭代加密（粗暴理解就是轮流加密），然而会有很多种不同的迭代方式，这种不同的迭代方式专业名词就叫“模式”，这些模式有：ECB、CBC、OFB、CFB、CTR… …

PS：⚠️对明文进行分组的方式是固定的，唯一不同的就是分组长度不一样而已；模式是指对多个明文从第一个开始轮流加密到最后一个的这个过程，是怎么轮流执行的。