高级加密标准（AES）

简介

AES 是一种对称加密算法，它是目前最流行的加密标准之一。该算法采用块加密的方式，将明文分块加密，每个块的大小为 128 位。AES 算法有三种密钥长度可供选择，分别是 128 位、192 位、256 位。

实现

以下是 Python 中使用 AES 算法加密和解密字符串的示例代码：

import base64
from Crypto.Cipher import AES

def pad(s):
    return s + b"\0" * (AES.block_size - len(s) % AES.block_size)

def encrypt(message, key):
    message = pad(message)
    iv = b'Sixteen byte iv'
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    encrypted = cipher.encrypt(message)
    return base64.b64encode(encrypted).decode('utf-8')

def decrypt(ciphertext, key):
    ciphertext = base64.b64decode(ciphertext)
    iv = b'Sixteen byte iv'
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    decrypted = cipher.decrypt(ciphertext)
    return decrypted.rstrip(b"\0").decode('utf-8')

以上代码使用了 pycryptodome 库中的 AES 实现，需要先通过 pip install pycryptodome 命令安装。

其中 pad 函数用于补齐明文，使其长度为 AES 块大小的整数倍。encrypt 函数使用 CBC 模式对明文进行加密，并进行 Base64 编码。decrypt 函数对密文进行 Base64 解码，并使用相同的密钥和 IV 进行解密操作。

安全

AES 算法目前尚未被攻破，但是密钥长度越长，算法越安全的说法已经被证明是不正确的。即使使用 128 位密钥，如果使用的密码学工具存在漏洞，也可能被破解。

因此，在选择加密算法时，不仅需要考虑算法的安全性，还需要考虑实现的安全性和密码学工具的安全性。常见的密码学工具包括 OpenSSL、Libsodium 等。

参考资料

• 美国国家标准和技术研究所（NIST）：高级加密标准（AES）
• Python Cryptography Toolkit（pycryptodome）
• OpenSSL
• Libsodium