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

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　　作　　者：尐桀

　　原文地址：my.oschina.net/Jacker/blog/86383

 

 

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）

 

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                          16AES/CBC/ISO10126Padding       32                          16AES/CFB/NoPadding             16                          原始数据长度AES/CFB/PKCS5Padding          32                          16AES/CFB/ISO10126Padding       32                          16AES/ECB/NoPadding             16                          不支持AES/ECB/PKCS5Padding          32                          16AES/ECB/ISO10126Padding       32                          16AES/OFB/NoPadding             16                          原始数据长度AES/OFB/PKCS5Padding          32                          16AES/OFB/ISO10126Padding       32                          16AES/PCBC/NoPadding            16                          不支持AES/PCBC/PKCS5Padding         32                          16AES/PCBC/ISO10126Padding      32                          16

 

更多关于加密模式内容：http://blog.sina.com...6b0100zmpp.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：

/* * 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：

<?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；

补充说明：mcrypt_decrypt返回的字符串最后带有不可见的空白字符，如果直接采用json_decode 会报错，需要采用 trim 过滤一下

 

C#端代码：

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：

 

<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；

 

那两个js文件这里下：http://crypto-js.googlecode.com

JAVA和PHP通用的加解密整理版（AES,DES…）

 

日常开放中 平台中通常不会只有单一的环境，因此跨平台的通讯 通常会使用标准的AES,DES等加密规则

公司的项目开发中 遇到了JAVA和PHP的加密解密跨平台的问题 经过多方查找资料以及研究找出一个通用的基础加解密方案如下

 

1：JAVA代码 （3DES版）

import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import org.apache.log4j.Logger;import sun.misc.BASE64Decoder;import sun.misc.BASE64Encoder;/** * Java版3DES加密解密，适用于PHP版3DES加密解密(PHP语言开发的MCRYPT_3DES算法、MCRYPT_MODE_ECB模式、PKCS7填充方式) * @author G007N */public class DesBase64Tool { private static SecretKey secretKey = null;//key对象 private static Cipher cipher = null;   //私鈅加密对象Cipher private static String keyString = "AKlMU89D3FchIkhKyMma6FiE";//密钥 private static Logger log = Logger.getRootLogger(); static{   try {    secretKey = new SecretKeySpec(keyString.getBytes(), "DESede");//获得密钥   /*获得一个私鈅加密类Cipher，DESede是算法，ECB是加密模式，PKCS5Padding是填充方式*/    cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");  } catch (Exception e) {   log.error(e.getMessage(), e);  } } /**  * 加密  * @param message  * @return  */    public static String desEncrypt(String message) {     String result = "";   //DES加密字符串     String newResult = "";//去掉换行符后的加密字符串     try {      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);     //设置工作模式为加密模式，给出密钥      byte[] resultBytes = cipher.doFinal(message.getBytes("UTF-8")); //正式执行加密操作      BASE64Encoder enc = new BASE64Encoder();   result = enc.encode(resultBytes);//进行BASE64编码   newResult = filter(result);      //去掉加密串中的换行符  } catch (Exception e) {   log.error(e.getMessage(), e);  }  return newResult;    } /**  * 解密  * @param message  * @return  * @throws Exception  */    public static String desDecrypt(String message) throws Exception {     String result = "";     try {            BASE64Decoder dec = new BASE64Decoder();            byte[] messageBytes = dec.decodeBuffer(message);  //进行BASE64编码            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);      //设置工作模式为解密模式，给出密钥            byte[] resultBytes = cipher.doFinal(messageBytes);//正式执行解密操作            result = new String(resultBytes,"UTF-8");  } catch (Exception e) {   e.printStackTrace();  }  return result;    } /**  * 去掉加密字符串换行符  * @param str  * @return  */ public static String filter(String str) {  String output = "";  StringBuffer sb = new StringBuffer();  for (int i = 0; i < str.length(); i++) {   int asc = str.charAt(i);   if (asc != 10 && asc != 13) {    sb.append(str.subSequence(i, i+1));   }  }  output = new String(sb);  return output; } /**  * 加密解密测试  * @param args  */ public static void main(String[] args) {  try {   String strText = "Hello world!";   String deseResult = desEncrypt(strText);//加密   System.out.println("加密结果："+deseResult);   String desdResult = desDecrypt(deseResult);//解密   System.out.println("解密结果："+desdResult);  } catch (Exception e) {   e.printStackTrace();  } }}

2:PHP版本（3DES）

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3des的已经不再使用了 因此没有专门整理成类 凑活看吧哈哈

function pkcs5_pad($text, $blocksize){  $pad = $blocksize - (strlen($text) % $blocksize);  return $text . str_repeat(chr($pad), $pad);}  function pkcs5_unpad($text){  $pad = ord($text{strlen($text)-1});  if ($pad > strlen($text))  {    return false;  }  if( strspn($text, chr($pad), strlen($text) - $pad) != $pad)  {    return false;  }  return substr($text, 0, -1 * $pad);}  $key = "AKlMU89D3FchIkhKyMma6FiE";//$key = pack("H48", $key);$iv = "0102030405060708";$iv = pack("H16", $iv);  $td = mcrypt_module_open(MCRYPT_3DES, '', MCRYPT_MODE_ECB, '');mcrypt_generic_init($td, $key, $iv);  $str = base64_encode(mcrypt_generic($td,pkcs5_pad("1qaz2ws",8)));echo $str ."";mcrypt_generic_deinit($td);mcrypt_module_close($td);  $td = mcrypt_module_open(MCRYPT_3DES, '', MCRYPT_MODE_ECB, '');mcrypt_generic_init($td, $key, $iv);$ttt  = pkcs5_unpad(mdecrypt_generic($td, base64_decode($str)));mcrypt_generic_deinit($td);mcrypt_module_close($td);echo $ttt;exit;

3：JAVA版本（AES）

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将代码1中的如下行修改

   /*密钥为16的倍数*/   private static String keyString = "AKlMU89D3FchIkhK";//密钥   /*AES算法*/   secretKey = new SecretKeySpec(keyString.getBytes(), "AES");//获得密钥   /*获得一个私鈅加密类Cipher，DESede-》AES算法，ECB是加密模式，PKCS5Padding是填充方式*/   cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");

4：PHP版本（AES）

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开发中选择了AES

class CryptAES{    protected $cipher     = MCRYPT_RIJNDAEL_128;    protected $mode       = MCRYPT_MODE_ECB;    protected $pad_method = NULL;    protected $secret_key = '';    protected $iv         = '';    public function set_cipher($cipher)    {        $this->cipher = $cipher;    }    public function set_mode($mode)    {        $this->mode = $mode;    }    public function set_iv($iv)    {        $this->iv = $iv;    }    public function set_key($key)    {        $this->secret_key = $key;    }    public function require_pkcs5()    {        $this->pad_method = 'pkcs5';    }    protected function pad_or_unpad($str, $ext)    {        if ( is_null($this->pad_method) )        {            return $str;        }        else        {            $func_name = __CLASS__ . '::' . $this->pad_method . '_' . $ext . 'pad';            if ( is_callable($func_name) )            {                $size = mcrypt_get_block_size($this->cipher, $this->mode);                return call_user_func($func_name, $str, $size);            }        }        return $str;    }    protected function pad($str)    {        return $this->pad_or_unpad($str, '');    }    protected function unpad($str)    {        return $this->pad_or_unpad($str, 'un');    }    public function encrypt($str)    {        $str = $this->pad($str);        $td = mcrypt_module_open($this->cipher, '', $this->mode, '');        if ( empty($this->iv) )        {            $iv = @mcrypt_create_iv(mcrypt_enc_get_iv_size($td), MCRYPT_RAND);        }        else        {            $iv = $this->iv;        }        mcrypt_generic_init($td, $this->secret_key, $iv);        $cyper_text = mcrypt_generic($td, $str);        $rt=base64_encode($cyper_text);        //$rt = bin2hex($cyper_text);        mcrypt_generic_deinit($td);        mcrypt_module_close($td);        return $rt;    }    public function decrypt($str){        $td = mcrypt_module_open($this->cipher, '', $this->mode, '');        if ( empty($this->iv) )        {            $iv = @mcrypt_create_iv(mcrypt_enc_get_iv_size($td), MCRYPT_RAND);        }        else        {            $iv = $this->iv;        }        mcrypt_generic_init($td, $this->secret_key, $iv);        //$decrypted_text = mdecrypt_generic($td, self::hex2bin($str));        $decrypted_text = mdecrypt_generic($td, base64_decode($str));        $rt = $decrypted_text;        mcrypt_generic_deinit($td);        mcrypt_module_close($td);        return $this->unpad($rt);    }    public static function hex2bin($hexdata) {        $bindata = '';        $length = strlen($hexdata);        for ($i=0; $i < $length; $i += 2)        {            $bindata .= chr(hexdec(substr($hexdata, $i, 2)));        }        return $bindata;    }    public static function pkcs5_pad($text, $blocksize)    {        $pad = $blocksize - (strlen($text) % $blocksize);        return $text . str_repeat(chr($pad), $pad);    }    public static function pkcs5_unpad($text)    {        $pad = ord($text{strlen($text) - 1});        if ($pad > strlen($text)) return false;        if (strspn($text, chr($pad), strlen($text) - $pad) != $pad) return false;        return substr($text, 0, -1 * $pad);    }}$aes = new CryptAES();//密钥修改成了16位 和JAVA的一致$aes->set_key('AKlMU89D3FchIkhK');//$aes->set_key('AKlMU89D3FchIkhKyMma6FiE');$aes->require_pkcs5();$rt = $aes->encrypt('1qaz2ws');echo $rt . '<br/>';echo $aes->decrypt($rt) . '<br/>';exit;

PS：部分材料 源自网络 经测试实践后 整理编辑而成

PHP简单的AES【256位】加解密算法使用例子

 

<?phpclass aes{    // CRYPTO_CIPHER_BLOCK_SIZE 32    private $_secret_key = 'default_secret_key';    public function setKey($key)    {        $this->_secret_key = $key;    }    public function encode($data)    {        $td = mcrypt_module_open(MCRYPT_RIJNDAEL_256, '', MCRYPT_MODE_CBC, '');        $iv = mcrypt_create_iv(mcrypt_enc_get_iv_size($td), MCRYPT_RAND);        mcrypt_generic_init($td, $this->_secret_key, $iv);        $encrypted = mcrypt_generic($td, $data);        mcrypt_generic_deinit($td);        return $iv . $encrypted;    }    public function decode($data)    {        $td = mcrypt_module_open(MCRYPT_RIJNDAEL_256, '', MCRYPT_MODE_CBC, '');        $iv = mb_substr($data, 0, 32, 'latin1');        mcrypt_generic_init($td, $this->_secret_key, $iv);        $data = mb_substr($data, 32, mb_strlen($data, 'latin1'), 'latin1');        $data = mdecrypt_generic($td, $data);        mcrypt_generic_deinit($td);        mcrypt_module_close($td);        return trim($data);    }}$aes = new aes();$aes->setKey('key');// 加密$aes->encode('string');// 解密$aes->decode($string);?>