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aes加密解决方案

keros@mark 2022-11-03 资讯中心

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破解aes 256位加密有多难?

这个非常难,现在只有暴力破解一种可行的方法。

aes加密其实是一种对称加密的算法,256位的话,其实就是计算的复杂度比128位增加了很多而已,因为我们一般的解破办法都是采用字典或者是遍历的方法来解破,所以计算复杂度增加就直接增加了计算的时间。如果这个时间很大的话,就认为不可能解破了。

aes 256位加密:

aes真正的应用必然不是手算的,它必然运行于一些物理平台,最简单的就是一个ARM芯片,或者FPGA芯片。芯片会有一些侧信道信息,比如电磁辐射,功率,或者是运算时间。而对于不同的秘钥,这些侧信道信息都是不同的。目前这些攻击都很强大,需要一定的反制措施来防范。具体方法的解释涉及到最底层的硬件知识,就不做赘述了。

aes加密算法怎样进行改进

aes(Advanced Encryption Standard):高级加密标准,是下一代的加密算法标准,速度快,安全级别高。

用aes加密2000年10月,NIST(美国国家标准和技术协会)宣布通过从15种候选算法中选出的一项新的密匙加密标准。Rijndael被选中成为将来的aes。Rijndael是在1999年下半年,由研究员Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 创建的。aes正日益成为加密各种形式的电子数据的实际标准。

美国标准与技术研究院(NIST)于2002年5月26日制定了新的高级加密标准(aes)规范。

算法原理 aes算法基于排列和置换运算。排列是对数据重新进行安排,置换是将一个数据单元替换为另一个。aes使用几种不同的方法来执行排列和置换运算。aes是一个迭代的、对称密钥分组的密码,它可以使用128、192和256位密钥,并且用128位(16字节)分组加密和解密数据。与公共密钥加密使用密钥对不同,对称密钥密码使用相同的密钥加密和解密数据。通过分组密码返回的加密数据的位数与输入数据相同。迭代加密使用一个循环结构,在该循环中重复置换和替换输入数据。密码学简介据记载,公元前400年,古希腊人发明了置换密码。1881年世界上的第一个电话保密专利出现。在第二次世界大战期间,德国军方启用“恩尼格玛”密码机,密码学在战争中起着非常重要的作用。

随着信息化和数字化社会的发展,人们对信息安全和保密的重要性认识不断提高,于是在1997年,美国国家保准局公布实施了“美国数据加密标准(DES)”,民间力量开始全面介入密码学的研究和应用中,采用的加密算法有DES、RSA、SHA等。随着对加密强度的不断提高,近期又出现了aes、ECC等。

使用密码学可以达到以下目的:保密性:防止用户的标识或数据被读取。数据完整性:防止数据被更改。身份验证:确保数据发自特定的一方。

Excel文本 aes加密

// byte[] key = new byte[32] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ,0,0,0,0,0,0,0,0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };

            // byte[] iv = new byte[16];

            // byte[] content = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };

            // byte[] result = AesRequest.aesEncrypt(content, key, iv);

            Console.WriteLine("请求方法:;password=123456\nUrl参数编码:utf-8");

            HttpServer httpServer = new HttpServer();

            httpServer.Start();

            Console.Read();

            httpServer.Stop();

对于加密的总结(aes,RSA)

跟第三方联调的时候会碰到各种加密算法,所以总结一下。

aes不是将拿到的明文一次性加密,而是分组加密,就是先将明文切分成长度相等的块,每块大小128bit,再对每一小块进行加密。那么问题就来了,并不是所有的原始明文串能被等分成128bit,例如原串大小200bit,那么第二个块只有72bit,所以就需要对第二个块进行填充处理,让第二个块的大小达到128bit。常见的填充模式有

不进行填充,要求原始加密串大小必须是128bit的整数倍;

假设块大小8字节,如果这个块跟8字节还差n个字节,那么就在原始块填充n,直到满8字节。例:块{1,2,3},跟8字节差了5个字节,那么补全后的结果{1,2,3,5,5,5,5,5}后面是五个5,块{1,2,3,..7}跟8字节差了1个字节,那么补全后就是{1,2,3,...,7,1},就是补了一个1。

如果恰好8字节又选择了PKCS5Padding填充方式呢?块{1,2,3...8}填充后变成{1,2,3...8,8...8},原串后面被补了8个8,这样做的原因是方便解密,只需要看最后一位就能算出原块的大小是多少。

跟PKCS5Padding的填充方式一样,不同的是,PKCS5Padding只是对8字节的进行填充,PKCS7Padding可以对1~256字节大小的block进行填充。openssl里aes的默认填充方式就是PKCS7Padding

aes有多种加密模式,包括:ECB,CBC,CTR,OCF,CFB,最常见的还是ECB和CBC模式。

最简单的一种加密模式,每个块进行独立加密,块与块之间加密互不影响,这样就能并行,效率高。

虽然这样加密很简单,但是不安全,如果两个块的明文一模一样,那么加密出来的东西也一模一样。

openssl的相关函数:

CBC模式中引入了一个新的概念,初始向量iv。iv的作用就是为了防止同样的明文块被加密成同样的内容。原理是第一个明文块跟初始向量做异或后加密,第二个块跟第一个密文块做异或再加密,依次类推,避免了同样的块被加密成同样的内容。

openssl相关函数:

敲黑板!! 所以跟第三方对接的时候,如果对面说他们用aes加密,务必对他们发起灵魂三问:

签名的作用是让接受方验证你传过去的数据没有被篡改;加密的作用是保证数据不被窃取。

原理:你有一个需要被验签的原串A。

步骤一:选择hash算法将A进行hash得到hash_a;

步骤二:将hash_a进行加密,得到加密值encrypt_a;

步骤三:将原串A和加密的encrypt_a发给第三方,第三方进行验签。第三方先解密encrypt_a,得到一个hash值hash_a1,然后对原串A使用同样的hash算法进行hash,得到的即为加密前的hash_a,如果hash_a = hash_a1, 那么验签成功。

rsa使用私钥对信息加密来做签名,使用公钥解密去验签。

openssl相关函数:

注意:两个函数中的m,是原串hash后的值,type表示生成m的算法,例如NID_sha256表示使用sha256对原串进行的hash,返回1为签名成功或者验签成功,-1位为失败。

再次敲黑板!! 所以如果第三方说使用rsa验签,要让对方告知他们的hash算法。

首先明确,私钥加密不等于签名。加密的时候,使用使用公钥加密,第三方使用你的私钥进行解密。

openssl里公钥加密函数为RSA_public_encrypt,私钥解密函数为RSA_private_decrypt,具体的可以自己去查看下官方文档。

rsa也涉及到了填充方式,所以对接的时候也要问清楚

在使用公钥进行加密时,会发现每次加密出的结果都不一样,但使用私钥加密时,每次的结果都一样,网上查了一圈,说是因为填充方式的原因。

官方文档说明:

那么为什么一定要使用私钥做签名,公钥做加密,而不是公钥做签名,私钥做加密呢?

举个栗子:

PHP对称加密-aes

对称加解密算法中,当前最为安全的是 aes 加密算法(以前应该是是 DES 加密算法),PHP 提供了两个可以用于 aes 加密算法的函数簇: Mcrypt 和 OpenSSL 。

其中 Mcrypt 在 PHP 7.1.0 中被弃用(The Function Mycrypt is Deprecated),在 PHP 7.2.0 中被移除,所以即可起你应该使用 OpenSSL 来实现 aes 的数据加解密。

在一些场景下,我们不能保证两套通信系统都使用了相函数簇去实现加密算法,可能 siteA 使用了最新的 OpenSSL 来实现了 aes 加密,但作为第三方服务的 siteB 可能仍在使用 Mcrypt 算法,这就要求我们必须清楚 Mcrypt 同 OpenSSL 之间的差异,以便保证数据加解密的一致性。

下文中我们将分别使用 Mcrypt 和 OpenSSL 来实现 aes-128/192/256-CBC 加解密,二者同步加解密的要点为:

协同好以上两点,就可以让 Mcrypt 和 OpenSSL 之间一致性的对数据进行加解密。

aes 是当前最为常用的安全对称加密算法,关于对称加密这里就不在阐述了。

aes 有三种算法,主要是对数据块的大小存在区别:

aes-128:需要提供 16 位的密钥 key

aes-192:需要提供 24 位的密钥 key

aes-256:需要提供 32 位的密钥 key

aes 是按数据块大小(128/192/256)对待加密内容进行分块处理的,会经常出现最后一段数据长度不足的场景,这时就需要填充数据长度到加密算法对应的数据块大小。

主要的填充算法有填充 NUL("0") 和 PKCS7,Mcrypt 默认使用的 NUL("0") 填充算法,当前已不被推荐,OpenSSL 则默认模式使用 PKCS7 对数据进行填充并对加密后的数据进行了 base64encode 编码,所以建议开发中使用 PKCS7 对待加密数据进行填充,已保证通用性(alipay sdk 中虽然使用了 Mcrypt 加密簇,但使用 PKCS7 算法对数据进行了填充,这样在一定程度上亲和了 OpenSSL 加密算法)。

Mcrypt 的默认填充算法。NUL 即为 Ascii 表的编号为 0 的元素,即空元素,转移字符是 "\0",PHP 的 pack 打包函数在 'a' 模式下就是以 NUL 字符对内容进行填充的,当然,使用 "\0" 手动拼接也是可以的。

OpenSSL的默认填充算法。下面我们给出 PKCS7 填充算法 PHP 的实现:

默认使用 NUL("\0") 自动对待加密数据进行填充以对齐加密算法数据块长度。

获取 mcrypt 支持的算法,这里我们只关注 aes 算法。

注意:mcrypt 虽然支持 aes 三种算法,但除 MCRYPT_RIJNDAEL_128 外, MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 并未遵循 aes-192/256 标准进行加解密的算法,即如果你同其他系统通信(java/.net),使用 MCRYPT_RIJNDAEL_192/256 可能无法被其他严格按照 aes-192/256 标准的系统正确的数据解密。官方文档页面中也有人在 User Contributed Notes 中提及。这里给出如何使用 mcrpyt 做标注的 aes-128/192/256 加解密

即算法统一使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128 ,并通过 key 的位数 来选定是以何种 aes 标准做的加密,iv 是建议添加且建议固定为16位(OpenSSL的 aes加密 iv 始终为 16 位,便于统一对齐),mode 选用的 CBC 模式。

mcrypt 在对数据进行加密处理时,如果发现数据长度与使用的加密算法的数据块长度未对齐,则会自动使用 "\0" 对待加密数据进行填充,但 "\0" 填充模式已不再被推荐,为了与其他系统有更好的兼容性,建议大家手动对数据进行 PKCS7 填充。

openssl 簇加密方法更为简单明确,mcrypt 还要将加密算法分为 cipher + mode 去指定,openssl 则只需要直接指定 method 为 aes-128-CBC,aes-192-CBC,aes-256-CBC 即可。且提供了三种数据处理模式,即 默认模式 0 / OPENSSL_RAW_DATA / OPENSSL_ZERO_PADDING 。

openssl 默认的数据填充方式是 PKCS7,为兼容 mcrpty 也提供处理 "0" 填充的数据的模式,具体为下:

options 参数即为重要,它是兼容 mcrpty 算法的关键:

options = 0 : 默认模式,自动对明文进行 pkcs7 padding,且数据做 base64 编码处理。

options = 1 : OPENSSL_RAW_DATA,自动对明文进行 pkcs7 padding, 且数据未经 base64 编码处理。

options = 2 : OPENSSL_ZERO_PADDING,要求待加密的数据长度已按 "0" 填充与加密算法数据块长度对齐,即同 mcrpty 默认填充的方式一致,且对数据做 base64 编码处理。注意,此模式下 openssl 要求待加密数据已按 "0" 填充好,其并不会自动帮你填充数据,如果未填充对齐,则会报错。

故可以得出 mcrpty簇 与 openssl簇 的兼容条件如下:

建议将源码复制到本地运行,根据运行结果更好理解。

1.二者使用的何种填充算法。

2.二者对数据是否有 base64 编码要求。

3.mcrypt 需固定使用 MCRYPT_RIJNDAEL_128,并通过调整 key 的长度 16, 24,32 来实现 ase-128/192/256 加密算法。

智能化时代的到来涉及了各种核心算法,保护算法就能保障开发者权益,杜绝市面上各种山寨品,加密芯片恰好能起到很好的保护作用,如何选择加密芯片呢?KEROS加密芯片专注于加密领域十余年,行业首选。
1.安全性:采用国际通用aes256算法加密并同时通过KAS传送,除基本认证之外,利用2K安全EEPROM,用户可以自己管理密钥和数据,实现双重保护。
2.唯一性:以定制的方式为每一位用户单独定制“专属型号CID”,多用户之间算法不兼容,并且采用固化的方法直接将算法固化到晶圆上而无需烧入。
3.序列号:每颗芯片制造生产时具有5字节全球唯一SN序列号,每颗芯片SN都不会重复。
4.防抄特性:每颗芯片都有自己独特的密钥系统,破解单颗芯片只对这颗芯片对应的产品有效,对整个同类型的产品是无效的,依旧无法通过验证。而且KEROS采用ASIC方法设计,芯片内为纯逻辑电路,封装内有40多层逻辑电路整合了10万多个逻辑门,爆力刨片破解难度可想而知。
5.安全存储:用户可以将保密数据加密之后安全的存放到EEPROM中。aes加密解决方案的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容。

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