AES加解密
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AES(Advanced Encryption Standard)::

    历史:
     公开竞选
     美国国家技术研究所NIST(National Institute of Standards and Technology)
     通过竞选来实现标准化(standardization by competition)
     2000年10月2日, Rijndael(比利时: Joan Daemen, Vincent Rijmen)

    支持三种长度的密钥:128位，192位，256位
    AES128，AES192，AES256
    填充方式
     NoPadding
     PKCS5Padding（默认）
     ISO10126Padding

    工作模式
     CBC、ECB、CTR、CFB、OFB



:ref:`openssl enc<openssl_enc>`

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称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

Rijndael密码的设计力求满足以下3条标准：
① 抵抗所有已知的攻击。
② 在多个平台上速度快，编码紧凑。
③ 设计简单。


3个主要概念::

  1.密钥
  2.填充
  3.模式


1.密钥::

    密钥是AES算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称，是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥
    AES支持三种长度的密钥:
    128位，192位，256位
    平时大家所说的AES128，AES192，AES256，实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用

2.填充方式::

    要想了解填充的概念，我们先要了解AES的分组加密特性
    什么是分组加密呢？我们来看看下面这张图
    AES算法在对明文加密的时候，并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文，而是把明文拆分成一个个独立的明文块，每一个铭文块长度128bit
    这些明文块经过AES加密器的复杂处理，生成一个个独立的密文块，这些密文块拼接在一起，就是最终的AES加密结果
    但是这里涉及到一个问题
    假如一段明文长度是196bit，如果按每128bit一个明文块来拆分的话，第二个明文块只有64bit，不足128bit。
    这时候怎么办呢？就需要对明文块进行填充（Padding）

    几种填充方式:
    1.NoPadding：
    不做任何填充，但是要求明文必须是16字节的整数倍。
    2.PKCS5Padding（默认）：
    如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字符，且每个字节的值等于缺少的字符数
      比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节
      则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}
    3.ISO10126Padding：
    如果明文块少于16个字节（128bit）在明文块末尾补足相应数量的字节，最后一个字符值等于缺少的字符数，其他字符填充随机数
      比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节
      则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}



.. image:: https://img.zhaoweiguo.com/knowledge/images/encrypts/aes1.png
   :width: 80%

3.工作模式::

    AES的工作模式，体现在把明文块加密成密文块的处理过程中.AES加密算法提供了五种不同的工作模式:
    CBC、ECB、CTR、CFB、OFB
    模式之间的主题思想是近似的，在处理细节上有一些差别.我们这一期只介绍各个模式的基本定义
    1.CBC模式:
    电码本模式 Electronic Codebook Book
    2.ECB模式(默认):
    密码分组链接模式 Cipher Block Chaining
    3.CTR模式:
    计算器模式 Counter
    4.CFB模式:
    密码反馈模式 Cipher FeedBack
    5.OFB模式:
    输出反馈模式 Output FeedBack

几点补充::
    
    1.我们在调用封装好的AES算法时，表面上使用的Key并不是真正用于AES加密解密的密钥，而是用于生成真正密钥的“种子”
    
    2.填充明文时，如果明文长度原本就是16字节的整数倍，那么除了NoPadding以外，其他的填充方式都会填充一组额外的16字节明文块


openssl aes命令
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openssl使用实例(128位cbc)::

    1. 将要加密的内容输入到plain.txt
    echo "1234567890abc" > plain.txt

    2.使用openssl加密. -p 表示打印出加密用的salt, key, iv. salt就是所谓的加盐,
    防止同样的内容产生同样的加密数据. iv和key是openssl 的cbc模式需要的参数:

    $> openssl enc -aes-128-cbc -in plain.txt -out encrypt.txt -iv f123 -K 1223 -p
    salt=E0DEB1EAFE7F0000
    key=12230000000000000000000000000000
    iv =F1230000000000000000000000000000

    3.输出加密前和加密后内容的十六进制. 这里使用xxd和hexdump都可以:
    xxd plain.txt
    00000000: 3132 3334 3536 3738 3930 6162 630a 1234567890abc.
    xxd encrypt.txt
    00000000: c5af 18cb ddee 9923 0374 6a21 9bb6 3f99 …#.tj!..?.

    4.解密加密后的数据:
    openssl aes-128-cbc -d -in encrypt.txt -out encrypt_decrypt.txt -S E0DEB1EAFE7F0000 -iv F1230000000000000000000000000000 -K 12230000000000000000000000000000
    -S salt Salt to use, specified as a hexidecimal string
    -salt Use a salt in the key derivation routines (default)

    5.查看解密后的数据和原始数据是否一致.
    xxd encrypt_decrypt.txt
    00000000: 3132 3334 3536 3738 3930 6162 630a 1234567890abc.