跟着小生学逆向之AES加密算法

今天本来不想起床的，奈何阳光照射到小生的床上，让我想起又是美好的一天，果断出门，但是刚洗漱好弄了个发型，半只脚踏出门外才想起我没有女朋友出去干啥，然后果断的给朋友们来了一波图文教学AES加密算法。

AES简介

全称：AES（Advanced Encryption Standard）高级加密标准

是一种最常见的对称加密算法，微信小程序加密传输就是用的这个加密算法的

AES具体的加密流程介绍

如上图：明文p是指没有经过加密的数据，密钥k是用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方和发送方协商产生的，但不可以在网络上传输，否则将导致密钥的泄露。我们一般是通过非对称加密算法加密密钥，然后在通过网络传输给对方，或者直接面对面的商量密钥，最重要的一个点我们一定要记住，密钥是不能泄露的，否则会被攻击者还原密文，窃取最重要的机密数据。

AES加密函数，上图那个表示经过加密函数处理后的数据，与之对应的是AES解密函数。

设AES解密函数为D，则P=K，C，其中C为明文，K为密钥，P为明文，也就是说，把密文C和密钥K作为解密函数的参数输入，则解密函数会输出明文P。

对称加密算法与非对称加密算法的区别

1）对称加密算法

特点：加密和解密用到的密钥是相同的

注：这种加密方式速度非常快，适合经常发送数据的场合

缺点：密钥的传输比较麻烦。

2）非对称加密算法

特点：加密和解密用的密钥是不同的

注：这种加密方式是用数学上难解问题构成，通常加密解密的速度比较慢，适合偶尔发送数据的场合。

优点：密钥传输方便，常见的非对称加密算法为RSA，ECC和EIGamal

AES的基本结构

我们来看一下AES的基本结构，AES为分组密码，分组密码也就是把明文分成一组一组的，每组的长度相等，每次加密一组数据，直到加密完整个明文。

在AES标准规范中，分组长度只能是128位，也就是说，每个分组为16个字节，每个字节8位，密钥的长度可以使用128位、192位或者258位。

AES128的实现原理

1）AES-128，也就是密钥的长度为128位，加密轮数为10轮

AES的加密公式为C=E（K,P），在加密函数E中，会执行一个轮函数，并且执行10次中国轮函数，这个轮函数的前9次执行操作是一样的，只有第10次有所不同，也就是说，一个明文分组会被加密10轮，AES的核心就是实现一轮的所有操作，AES的处理单位是字节，128位的输入明文分组P和输入密钥K都被分成16个字节，分别记为P=P0 P1到P15和K=K0 K1=K15。

比如：

明文分组为P=abcde一直到p，其中a的字符对应P0 p对应P15，一般明文分组用字节位单位的正方形，矩阵描述，称为状态矩阵，在算法的每一轮中状态矩阵的内容不断发生变化，最后的结果作为密文的输出，该矩阵中字节的排列顺序从上到下，从左到右依次排列。

2）AES中一轮的4个操作

字节代换、行位移、列混合、轮密钥加

1. 字节代换：AES的字符代换其实就是一个简单的查表操作，AES定义了一个S盒和一个逆S盒。

2. 行位移：就是一个简单的左循环移位操作。

3. 列混合：是通过矩阵相乘来实现的，经过移位后的状态矩阵与固定的矩阵相乘，得到混淆后的状态矩阵。

4. 轮密钥加：是将128位轮密钥Ki同状态矩阵中的数据进行逐位异或操作。

小结：

今天的理论知识比较多，不知道你们有没有学会呢？不过没学会没关系，同学们可以通过私聊小生，小生在给大家细细道来。