AES 对称加密介绍以及 Golang AES CBC示例

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，也称为高级加密标准。它是目前应用最广泛的加密算法之一，可以在保证安全性的同时提供很高的加密和解密速度。

在 AES 加密中，加密和解密使用相同的密钥，因此称为对称加密。这意味着如果密钥泄露，那么加密数据就会面临被破解的风险，因此密钥的安全性非常重要。

AES 加密算法采用分组加密的方式，将明文数据分成固定长度的块（128 位），对每个块进行加密。其中，AES 加密算法共有三种密钥长度：128 位、192 位和 256 位，密钥长度越长，加密安全性越高，但加密和解密的速度也越慢。

AES 加密算法基于替代置换和逆替代置换技术，通过多轮加密和混淆运算来实现加密。由于 AES 加密算法是基于数学原理的安全算法，因此它可以在很大程度上抵御暴力破解和字典攻击等攻击方式。

AES 加密模式

• ECB（Electronic Codebook）模式：ECB 是最简单的加密模式，将明文数据分成若干个固定大小的块，并对每个块进行单独的加密。它的优点是简单、高效，适用于对称加密和硬件实现。但是，ECB 模式存在重复块和密码本漏洞，易受到攻击，因此不建议使用。

• CBC（Cipher Block Chaining）模式：CBC 模式是最比较经典的加密模式。通过将前一个加密块和当前明文数据进行异或操作，增加了加密的随机性和不可预测性。它的优点是安全性高，具有抵御攻击的能力。

除此之外还有 CFB（Cipher Feedback）模式、OFB（Output Feedback）模式、CTR（Counter）模式等。

由于 ECB（Electronic Codebook）模式的加密方式过于简单，无法保证加密的安全性，因此在实际应用中很少使用。而CFB（Cipher Feedback）和OFB（Output Feedback）模式则与CBC模式类似，都是以前一个密文块为输入来计算下一个密文块，但是它们的性能较差，因此也不常用。

最常用的加密模式是CBC模式。在CBC模式中，每个数据块的加密都依赖于前一个数据块的加密结果，这种依赖关系可以增加加密算法的安全性。此外，CBC模式还需要一个初始向量（IV）来提高加密算法的安全性，该初始向量在加密过程中是随机生成的。

填充方法

最常用的填充方式是PKCS7（Public Key Cryptography Standards #7）填充。PKCS7填充是一种用于对数据块进行填充的标准，它可以在任何数据块长度下都能够正常工作。

Golang 代码示例

import (
	"bytes"
	"crypto/aes"
	"crypto/cipher"
	"encoding/hex"
	"errors"
)

// AesCBCEncrypt Aes CBC 对称加密, key 的长度决定 AES-128, AES-192, or AES-256
func AesCBCEncrypt(text string, key string, iv string) (string, error) {
	textBytes := Bytes(text)
	keyBytes := Bytes(key)
	ivBytes := Bytes(iv)

	block, err := aes.NewCipher(keyBytes)
	if err != nil {
		return "", errors.New(err.Error())
	}

	// 对数据进行填充，使其满足加密块大小，加密块大小为 16 字节
	blockSize := block.BlockSize()
	paddingText := pKCS7Padding(textBytes, blockSize)

	// 创建加密块链，使用 CBC 加密模式，iv 的长度需要和 block.BlockSize() 一致
	mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, ivBytes)

	// 加密数据
	cipherText := make([]byte, len(paddingText))
	mode.CryptBlocks(cipherText, paddingText)
	cipherHex := hex.EncodeToString(cipherText)

	return cipherHex, nil
}

// AesCBCDecrypt Aes CBC 对称加密
func AesCBCDecrypt(cipherStr string, key string, iv string) (string, error) {
	cipherBytes, err := hex.DecodeString(cipherStr)
	if err != nil {
		return "", errors.New(err.Error())
	}

	keyBytes := Bytes(key)
	ivBytes := Bytes(iv)

	// 创建解密器
	block, err := aes.NewCipher(keyBytes)
	if err != nil {
		return "", errors.New(err.Error())
	}

	// 创建解密块链
	mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, ivBytes)

	// 解密数据
	textBytes := make([]byte, len(cipherBytes))
	mode.CryptBlocks(textBytes, cipherBytes)

	textBytes = pKCS7UnPadding(textBytes)

	return String(textBytes), nil
}

// pKCS7Padding 对数据进行填充，满足加密块大小
func pKCS7Padding(data []byte, blockSize int) []byte {
	padding := blockSize - len(data)%blockSize
	padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)

	return append(data, padText...)
}

// pKCS7UnPadding 去除填充的数据
func pKCS7UnPadding(data []byte) []byte {
	length := len(data)
	unPadding := int(data[length-1])

	return data[:(length - unPadding)]
}