Go AES CBC模式加密

CBC 模式

在CBC模式中,每一个密文分组yi在用密钥K加密之前,都要先跟下一个明文分组xi+1相异或。但是第一个分组没有东西和他异或,所以需要定义一个IV(Initialization Vector),长度和分组一致,定义y0=IV,然后使用以下的公式构造y1,y2。
yi=ek(yi-1⊕xi)

  • 在Package cipher里有AES CBC加密的简单例子介绍。但是他没有写如果分组的大小不是aes.BlockSize的整数倍的情况应该怎么做,只是在注释里放了一个关于如何填充的文章。链接
  • 文章里面介绍了,IV必须是随机选择的,并且不可预测

填充

  • 关于填充的字节,一个aes分组大小是16字节,如果要加密的数据长度模16不等于0,即最后一个分组不足16。例如模16等于x,就说明还差16 - x个字节凑够16字节,就在后面添加值为16 - x的16 - x个字节。解密后直接读取最后一位的值c,然后从尾部开始减去c个字节就得到了最后的数据。
  • 如果能被16整除,x就等于0,就在后面加16个值为16的字节,即加一个完整的分组,值都是16,这样解密后读取最后一个字节的值为16,减去16个字节,这个多填充进来的分组就被减去了。
  • (补充)前几天看到的一个帖子,没记下链接,PKCS5是没有固定blockSized的模式,PKCS7就是固定blockSize的模式。
//blockSize是每个aes分组的大小
func PKCS5Padding(plaintext []byte, blockSize int) []byte {
	padding := blockSize - len(plaintext)%blockSize//padding的值就是16 - x
	padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)//要填充的字节:padding个值为padding的字节
	return append(plaintext, padText...)//填充在明文后面
}

去填充

func PKCS5UnPadding(plaintext []byte) []byte {
	length := len(plaintext)
	unpadding := int(plaintext[length-1])//读取最后一个字节的值
	return plaintext[:length-unpadding]
}

加密

  1. aes.NewCiper(key)将密钥传进去生成一个BlockMode
  2. 填充明文。
  3. 定义ciphertext,长度需要在明文的长度上再加上一个aes.BlockSize,一开始不知道为什么要这样,后来看书才知道,这里iv需要保留下来,就放在ciphertext的前16个字节中。 定义IV,iv等于ciphertext[:aes.BlockSize],然后iv中数组的地址就指向ciphertext的地址,给iv随机赋值的时候,同时ciphertext也同时赋值了。
  4. cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)新建mode。
  5. CryptBlocks(dst,src)进行加密的时候,dst需要ciphertext需要从aes.BlockSize开始,即前面的iv部分不需要参与到这里。
func AesEncrypt(key, plaintext []byte) ([]byte, error) {
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	plaintext = PKCS7Padding(plaintext, aes.BlockSize)
	ciphertext := make([]byte, len(plaintext)+aes.BlockSize)
	iv := ciphertext[:aes.BlockSize]
	if _, err := io.ReadFull(rand.Reader, iv); err != nil {
		panic(err)
	}
	mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
	mode.CryptBlocks(ciphertext[aes.BlockSize:], plaintext[:])
	return ciphertext, nil
}

解密

  1. aes.NewCiper(key)将密钥传进去生成一个BlockMode
  2. 将iv从ciphertext前16个字节中提取出来。 cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)新建mode。
  3. ciphertext只截取后面的密文部分,ciphertext = ciphertext[aes.BlockSize:]
  4. CryptBlocks两个参数都填ciphertext。
  5. 去填充
func AesDecrypt(key, ciphertext []byte) ([]byte, error) {
	block, err := aes.NewCipher(key)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	iv := ciphertext[:aes.BlockSize]//截取iv
	mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
	ciphertext = ciphertext[aes.BlockSize:]//截取密文
	mode.CryptBlocks(ciphertext, ciphertext)
	ciphertext = PKCSUnPadding(ciphertext)
	return ciphertext, nil
}

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