PHP7解决JAVA对应的AES/ECB/PKCS5Padding算法

kyle 2018-09-18 4840次浏览 0条评论 0 打赏作者 0 0

AES加密算法简介:

高级加密标准

密码学中的高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES),又称高级加密标准Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程,高级加密标准由美国国家标准与技术研究院(NIST)于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197,并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年,高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计,结合两位作者的名字,以Rijndael之命名之,投稿高级加密标准的甄选流程。(Rijdael的发音近于 "Rhinedoll"。)


高级数据加密标准

对称密码体制的发展趋势将以分组密码为重点。分组密码算法通常由密钥扩展算法和加密(解密)算法两部分组成。密钥扩展算法将b字节用户主密钥扩展成r个子密钥。加密算法由一个密码学上的弱函数f与r个子密钥迭代r次组成。混乱和密钥扩散是分组密码算法设计的基本原则。抵御已知明文的差分和线性攻击,可变长密钥和分组是该体制的设计要点。

AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。


AES的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥长度的最少支持为128、192、256,分组长度128位,算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集,共产生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一种密码算法RIJNDAEL 作为 AES.

在应用方面,尽管DES在安全上是脆弱的,但由于快速DES芯片的大量生产,使得DES仍能暂时继续使用,为提高安全强度,通常使用独立密钥的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。流密码体制较之分组密码在理论上成熟且安全,但未被列入下一代加密标准。

AES加密数据块分组长度必须为128比特,密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个(如果数据块及密钥长度不足时,会补齐)。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下:1、密钥扩展(KeyExpansion),2、初始轮(Initial

Round),3、重复轮(Rounds),每一轮又包括:SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey,4、最终轮(Final

Round),最终轮没有MixColumns。


ECB(Electronic Code Book电子密码本)模式

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。

优点: 1.简单; 2.有利于并行计算; 3.误差不会被扩散;

缺点: 1.不能隐藏明文的模式; 2.可能对明文进行主动攻击;

因此,此模式适于加密小消息。


CBC(Cipher Block Chaining,加密块链)模式

优点: 不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准。

缺点: 1.不利于并行计算; 2.误差传递; 3.需要初始化向量IV


CFB(Cipher FeedBack Mode,加密反馈)模式

优点:
1.隐藏了明文模式; 2.分组密码转化为流模式; 3.可以及时加密传送小于分组的数据;

缺点: 1.不利于并行计算; 2.误差传送:一个明文单元损坏影响多个单元; 3.唯一的IV;


OFB(Output FeedBack,输出反馈)模式

优点: 1.隐藏了明文模式; 2.分组密码转化为流模式; 3.可以及时加密传送小于分组的数据;

缺点: 1.不利于并行计算; 2.对明文的主动攻击是可能的; 3.误差传送:一个明文单元损坏影响多个单元;


JAVA代码:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
public class aes {
    //加密方法 str为传输的值 key取商户私钥字符串的前16位
    public static String aesEncrypt(String str, String key) throws Exception {
        if (str == null || key == null) return null;
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(key.getBytes("utf-8"), "AES"));
        byte[] bytes = cipher.doFinal(str.getBytes("utf-8"));
        return new BASE64Encoder().encode(bytes);
    }
    public static String aesDecrypt(String str, String key) throws Exception {
        if (str == null || key == null) return null;
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(key.getBytes("utf-8"), "AES"));
        byte[] bytes = new BASE64Decoder().decodeBuffer(str);
        bytes = cipher.doFinal(bytes);
        return new String(bytes, "utf-8");
    }
}


PHP代码:

class AES
{
   public static function encrypt($data, $key) {
       $data =  openssl_encrypt($data, 'aes-128-ecb', base64_decode($key), OPENSSL_RAW_DATA);
       return base64_encode($data);
   }
    public static function decrypt($data, $key) {
        $encrypted = base64_decode($data);
        return openssl_decrypt($encrypted, 'aes-128-ecb', base64_decode($key), OPENSSL_RAW_DATA);
    }
}


AES/ECB/PKCS5Padding说明:

  • AES:加密算法
  • ECB:模式
  • PKCS5Padding:补码方式


注意:

以上代码对加密秘钥key做了base64编码,请根据实际情况设置,如需base64则使用,不需要则去掉。



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