2015年6月26日 星期五

AES加密CBC模式兼容互通四种编程语言平台【PHP、Javascript、Java、C#】

AES加密CBC模式兼容互通四种编程语言平台【PHP、Javascript、Java、C#】

发表于3年前(2012-10-31 22:19)   阅读（18195） | 评论（23） 31人收藏此文章, 我要收藏
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AES 加密 解密 兼容 传输

由于本人小菜，开始对AES加密并不了解，在网络上花了比较多时间查阅资料整理；
先简单从百度找来介绍：
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    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 PUB197，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VincentRijmen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"。）
AES加密模式和填充方式（其实还有还几种填充方式没写上，开始时候也在这里绕了一下）
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算法/模式/填充                16字节加密后数据长度        不满16字节加密后长度
AES/CBC/NoPadding             16                          不支持
AES/CBC/PKCS5Padding          32                          16
AES/CBC/ISO10126Padding       32                          16
AES/CFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/CFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/CFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/ECB/NoPadding             16                          不支持
AES/ECB/PKCS5Padding          32                          16
AES/ECB/ISO10126Padding       32                          16
AES/OFB/NoPadding             16                          原始数据长度
AES/OFB/PKCS5Padding          32                          16
AES/OFB/ISO10126Padding       32                          16
AES/PCBC/NoPadding            16                          不支持
AES/PCBC/PKCS5Padding         32                          16
AES/PCBC/ISO10126Padding      32                          16
更多关于加密模式内容：http://blog.sina.com.cn/s/blog_679daa6b0100zmpp.html
看到这么多模式，已经有点头晕了，那我的目标是希望找到 PHP、Javascript、Java、C# 的AES加密模式一个交集；
又经过一轮查找，资讯了百度谷歌这两位老师之后，找到了一篇关于PHP和Java的AES互通兼容加密文章，看完之后
发现了原来PHP的AES加密填充只有ZeroPadding（补零 - 因为数据长度不是16的整数倍就需要填充），而Java是没
有这种填充模式，杯具的只能自己写一个了，那Java的填充模式就用NoPadding（不填充内容）；
Java端代码：
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/*
 * To change this template, choose Tools | Templates
 * and open the template in the editor.
 */
 
/**
 *
 * @author Jacker
 */
 
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import sun.misc.BASE64Decoder;
 
public class Encryption
{
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        System.out.println(encrypt());
        System.out.println(desEncrypt());
    }
 
    public static String encrypt() throws Exception {
        try {
            String data = "Test String";
            String key = "1234567812345678";
            String iv = "1234567812345678";
 
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
            int blockSize = cipher.getBlockSize();
 
            byte[] dataBytes = data.getBytes();
            int plaintextLength = dataBytes.length;
            if (plaintextLength % blockSize != 0) {
                plaintextLength = plaintextLength + (blockSize - (plaintextLength % blockSize));
            }
 
            byte[] plaintext = new byte[plaintextLength];
            System.arraycopy(dataBytes, 0, plaintext, 0, dataBytes.length);
             
            SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
            IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
 
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyspec, ivspec);
            byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext);
 
            return new sun.misc.BASE64Encoder().encode(encrypted);
 
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
 
    public static String desEncrypt() throws Exception {
        try
        {
            String data = "2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==";
            String key = "1234567812345678";
            String iv = "1234567812345678";
             
            byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(data);
             
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
            SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
            IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
             
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyspec, ivspec);
  
            byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
            String originalString = new String(original);
            return originalString;
        }
        catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}
这里需要强调的就是Java的填充模式是NoPadding，用自己的编写的补零填充内容；

PHP端代码：
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<?php
$privateKey = "1234567812345678";
$iv     = "1234567812345678";
$data   = "Test String";
 
//加密
$encrypted = mcrypt_encrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $privateKey, $data, MCRYPT_MODE_CBC, $iv);
echo(base64_encode($encrypted));
echo '<br/>';
 
//解密
$encryptedData = base64_decode("2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==");
$decrypted = mcrypt_decrypt(MCRYPT_RIJNDAEL_128, $privateKey, $encryptedData, MCRYPT_MODE_CBC, $iv);
echo($decrypted);
?>
最后发现PHP的AES加密是四种语言中最容易实现的！就是填充模式比较鸡肋，或者是本人小菜还没发现啦；

C#端代码：
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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Security.Cryptography;
 
namespace pda_demo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            String encryptData = Program.Encrypt("Test String", "1234567812345678", "1234567812345678");
            Console.WriteLine(encryptData);
 
            String decryptData = Program.Decrypt("2fbwW9+8vPId2/foafZq6Q==", "1234567812345678", "1234567812345678");
            Console.WriteLine(decryptData);
 
            Console.Read();
        }
 
        public static string Encrypt(string toEncrypt, string key, string iv)
        {
            byte[] keyArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            byte[] ivArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
            byte[] toEncryptArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(toEncrypt);
 
            RijndaelManaged rDel = new RijndaelManaged();
            rDel.Key = keyArray;
            rDel.IV = ivArray;
            rDel.Mode = CipherMode.CBC;
            rDel.Padding = PaddingMode.Zeros;
 
            ICryptoTransform cTransform = rDel.CreateEncryptor();
            byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(toEncryptArray, 0, toEncryptArray.Length);
 
            return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
        }
 
        public static string Decrypt(string toDecrypt, string key, string iv)
        {
            byte[] keyArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(key);
            byte[] ivArray = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(iv);
            byte[] toEncryptArray = Convert.FromBase64String(toDecrypt);
 
            RijndaelManaged rDel = new RijndaelManaged();
            rDel.Key = keyArray;
            rDel.IV = ivArray;
            rDel.Mode = CipherMode.CBC;
            rDel.Padding = PaddingMode.Zeros;
 
            ICryptoTransform cTransform = rDel.CreateDecryptor();
            byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(toEncryptArray, 0, toEncryptArray.Length);
 
            return UTF8Encoding.UTF8.GetString(resultArray);
        }
    }
}
C#不用怎么说了！微软的东西就是好使，VS编辑器提示很友好，而且资料好找；

最后就是javascript端的实现，这个是最杯具的，花的时间是最多，也是难倒了很多刚入门的小菜；
一开始我是先想到在os找一插件快速解决（CryptoJS），但是结果并不如意，加密解密后的内容总是乱码不对，最后
找啊找，看了很多的国外的资料，翻樯去google论坛和stackoverflow等网站，最后得到了一些零星的资料，终于解
决掉问题，原来是密匙的编码导致；（中间试了很多很多代码，翻了很多资料，筛选了无数资料，原来坚持是有回
报的）
Javascript端代码：

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<script src="aes.js"></script>
<script src="pad-zeropadding.js"></script>
<script>
var data = "Test String";
var key  = CryptoJS.enc.Latin1.parse('1234567812345678');
var iv   = CryptoJS.enc.Latin1.parse('1234567812345678');
 
//加密
var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(data,key,{iv:iv,mode:CryptoJS.mode.CBC,padding:CryptoJS.pad.ZeroPadding});
 
document.write(encrypted.ciphertext);
document.write('<br/>');
document.write(encrypted.key);
document.write('<br/>');
document.write(encrypted.iv);
document.write('<br/>');
document.write(encrypted.salt);
document.write('<br/>');
document.write(encrypted);
document.write('<br/>');
 
 
//解密
var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted,key,{iv:iv,padding:CryptoJS.pad.ZeroPadding});
console.log(decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8));
</script>
按照官方例子就是失败，核心的aes.js又加密混淆了！唉！想找点线索都难。
最后需要提醒总结的是，密匙key和IV需要一致，编码要正确，不然会绕很多冤枉路，希望能帮到以后需要用的人；
补充一下，就是全部加密都是 AES/CBC/ZeroPadding 128位模式； 
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