Алгоритм AES — симметричный алгоритм шифрования, полное название — Advanced Encryption Standard (Расширенный стандарт шифрования). Encryption Standard）。Это блочный шифр,к128биты для шифрования пакета,其密钥长度可к是128биты、192биты或256биты,Таким образом, могут быть обеспечены различные уровни безопасности. Алгоритм использует такие методы, как замена, перестановка и путаница.,и такие механизмы, как многораундовое шифрование и расширение ключа.,Превосходный эффект шифрования,Высокая безопасность,Широко используются в различных сферах,Такие как шифрование данных, Шифрование файлов、Сетевая безопасность и т. д.

Алгоритм AES использует один и тот же ключ для шифрования и дешифрования. Этот алгоритм имеет высокую скорость шифрования и дешифрования и подходит для сценариев, в которых шифруются и расшифровываются большие объемы данных. В практических приложениях обычно используется гибридный метод шифрования, то есть алгоритм RSA используется для шифрования ключа в алгоритме симметричного шифрования, а затем алгоритм симметричного шифрования используется для шифрования данных для обеспечения конфиденциальности данных и эффективность шифрования и дешифрования.

В алгоритме AES обычно используются два режима шифрования, а именно режимы CBC и ECB, которые имеют разные преимущества и недостатки.

• Режим ECB (электронная кодовая книга) — это самый простой режим работы блочного шифра. Каждый блок открытого текста шифруется независимо. Один и тот же зашифрованный текст, полученный путем шифрования одного и того же блока открытого текста одним и тем же ключом, является одинаковым, поэтому злоумышленники легко могут его использовать. проанализировали и взломали. Режим ECB имеет высокую эффективность шифрования и подходит для шифрования коротких сообщений, но не подходит для шифрования длинных сообщений.
• Режим CBC (Cipher Block Chaining) — это режим работы блочного шифрования, а затем каждая группа шифруется в качестве входных данных во время шифрования, поэтому один и тот же блок открытого текста находится в разных позициях. Полученные зашифрованные тексты различны, что может помешать злоумышленникам использовать повторяющиеся зашифрованные тексты для анализа и взлома. Эффективность шифрования в режиме CBC низкая, но он подходит для шифрования длинных сообщений, поскольку различные блоки открытого текста взаимодействуют друг с другом, повышая безопасность.

в практическом применении,Обычно используетсяCBCрежим шифрования,потому что это лучше, чемECBрежим безопаснее,Но эффективность шифрования ниже. также,Есть другие режимы шифрования,нравитьсяCFB、OFB、CTRждать,Различные режимы шифрования подходят для разных сценариев.,Выбирать нужно исходя из реальных потребностей.

OpenSSLБиблиотека предоставляетAESПоддержка шифрования,Однако читателям по-прежнему необходимо самостоятельно инкапсулировать некоторые общие функции шифрования и дешифрования при их использовании.,Следующий фрагмент кода представляет собой краткое изложение некоторых функций, обычно используемых автором.,вaes_cbc_encryptфункция для использованияCBCШаблон для шифрования определенной строки,aes_cbc_decryptзатем используйтеCBCШаблон для расшифровки строки,вторая функцияAESфункция заключается в использованииOpenSSLФункции шифрования и дешифрования библиотеки по умолчанию реализованы во вторичной упаковке.。

#include <iostream>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/crypto.h>
#include <openssl/pem.h>

extern "C"
{
#include <openssl/applink.c>
}

#pragma comment(lib,"libssl_static.lib")
#pragma comment(lib,"libcrypto.lib")

// Шифрование в режиме CBC
int aes_cbc_encrypt(char* in, char* key, char* out)
{
    if (!in || !key || !out)
        return 0;

    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];
    for (int i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE; ++i)
        iv[i] = 0;

    AES_KEY aes;
    if (AES_set_encrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
    {
        return 0;
    }
    int len = strlen(in);
    AES_cbc_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, len, &aes, iv, AES_ENCRYPT);
    return 1;
}

// Расшифровка режима CBC
int aes_cbc_decrypt(char* in, char* key, char* out)
{
    if (!in || !key || !out)
        return 0;

    // Зашифрованный вектор инициализации
    unsigned char iv[AES_BLOCK_SIZE];

    // iv обычно устанавливается на все 0
    for (int i = 0; i < AES_BLOCK_SIZE; ++i)
        iv[i] = 0;

    AES_KEY aes;
    if (AES_set_decrypt_key((unsigned char*)key, 128, &aes) < 0)
    {
        return 0;
    }
    int len = strlen(in);
    AES_cbc_encrypt((unsigned char*)in, (unsigned char*)out, len, &aes, iv, AES_DECRYPT);
    return 1;
}

// Интегрируйте шифрование и дешифрование
void AES(unsigned char* InBuff, unsigned char* OutBuff, unsigned char* key, char* Type)
{
    if (strcmp(Type, "encode") == 0)
    {
        AES_KEY AESEncryptKey;
        AES_set_encrypt_key(key, 256, &AESEncryptKey);
        AES_encrypt(InBuff, OutBuff, &AESEncryptKey);
    }
    else if (strcmp(Type, "decode") == 0)
    {
        AES_KEY AESDecryptKey;
        AES_set_decrypt_key(key, 256, &AESDecryptKey);
        AES_decrypt(InBuff, OutBuff, &AESDecryptKey);
    }
}

С помощью приведенного выше алгоритма инкапсуляции,Далее автор продемонстрирует, как применяются эти различные функции шифрования.,Сначала краткое введениеaes_cbc_encryptиaes_cbc_decryptЭти две функции инкапсулированы сами по себе.AESАлгоритм шифрования и дешифрования,Передача параметров этих двух алгоритмов остается последовательной.,Первый параметр указывает буфер, который необходимо зашифровать.,Второй параметр указывает ключ, используемый для шифрования.,Третий параметр — это обработанный результат.

int main(int argc, char* argv[])
{
  char szBuffer[1024] = "hello lyshark";
  char szDst[1024] = { 0 };
  char szSrc[1024] = { 0 };

  // Вычислить строку ключей
  char key[AES_BLOCK_SIZE] = { 0 };
  for (int x = 0; x < AES_BLOCK_SIZE; x++)
  {
    key[x] = 32 + x;
  }

  // AES-шифрование
  if (aes_cbc_encrypt(szBuffer, key, szDst) != 0)
  {
    std::cout << «Длина после шифрования: " << strlen(szDst) << std::endl;
  }

  // AES-расшифровка
  if (aes_cbc_decrypt(szDst, key, szSrc) != 0)
  {
    std::cout << «Расшифрованный контент: " << szSrc << std::endl;
  }

  system("pause");
  return 0;
}

Приведенный выше фрагмент кода реализует функцию шифрования и дешифрования данных через AES. Ниже приведен выходной эффект этого кода.

Второй метод вызова — использоватьAPIвыполнить,в的AESфункция,проходитьAES_set_encrypt_keyУстановить ключ шифрования,и позвони напрямуюAES_encryptвыполнить数据加密,Напротив,проходитьAES_set_decrypt_keyУстановить ключ дешифрования,и позвониAES_decryptРасшифровать,Метод вызова этого кода следующий:

int main(int argc, char* argv[])
{
  unsigned char Buffer[1024] = "hello lyshark";
  unsigned char EncodeBuf[1024] = { 0 };
  unsigned char DecodeBuf[1024] = { 0 };
  unsigned char aes_key[32] = { 0 };

  // Случайно сгенерировать ключ
  for (int x = 0; x < 32; x++)
  {
    int ch = rand() % 5;
    aes_key[x] = (char)ch;
  }

  AES(Buffer, EncodeBuf, (unsigned char *)aes_key, (char*)"encode");
  std::cout << «Длина зашифрованных данных: " << strlen((char *)EncodeBuf) << std::endl;

  AES(EncodeBuf, DecodeBuf, (unsigned char*)aes_key, (char*)"decode");
  std::cout << «Расшифровать данные: " << DecodeBuf << std::endl;

  system("pause");
  return 0;
}

Как указано выше, код,проходить调用AESфункция时,входящийencodeвыполнить数据加密,входящийdecodeвыполнить数据Расшифровать,Как показано на рисунке ниже;