AES加解密（golang <--> crypto-js）

2023年5月10日 132点热度 0人点赞 0条评论

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，是比 DES 更好的对称加密算法类。

使用AES，在前后端之间传送密码等相关数据时，能简单高效的提高安全性。

前端的 AES（javascript/typescript）

前端的加密库一般用 crypto-js。crypto-js 支持很多加密和hash算法，使用 AES算法很简单。

var CryptoJS = require("crypto-js");

var secretKey = "len16 secret key"
// Encrypt
var ciphertext = CryptoJS.AES.encrypt('mysqlpassword', secretKey).toString();

// Decrypt
var bytes  = CryptoJS.AES.decrypt(ciphertext, secretKey);
var originalText = bytes.toString(CryptoJS.enc.Utf8);

console.log(originalText); // 'mysqlpassword'

注意：_secretKey_的长度是16或者16 的倍数。

后端的 AES （golang）

对于golang来说，标准库中就有 AES 加密的算法。

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

const sKey = "len16 secret key"

//pkcs7Padding 填充
func pkcs7Padding(data []byte, blockSize int) []byte {
    //判断缺少几位长度。最少1，最多 blockSize
    padding := blockSize - len(data)%blockSize
    //补足位数。把切片[]byte{byte(padding)}复制padding个
    padText := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
    return append(data, padText...)
}

//pkcs7UnPadding 填充的反向操作
func pkcs7UnPadding(data []byte) ([]byte, error) {
    length := len(data)
    if length == 0 {
        return nil, errors.New("加密字符串错误！")
    }
    //获取填充的个数
    unPadding := int(data[length-1])
    return data[:(length - unPadding)], nil
}

//AesEncrypt 加密
func AesEncrypt(data []byte) ([]byte, error) {
    key := []byte(sKey)
    //创建加密实例
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    //判断加密块的大小
    blockSize := block.BlockSize()
    //填充
    encryptBytes := pkcs7Padding(data, blockSize)
    //初始化加密数据接收切片
    crypted := make([]byte, len(encryptBytes))
    //使用cbc加密模式
    blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, key[:blockSize])
    //执行加密
    blockMode.CryptBlocks(crypted, encryptBytes)
    return crypted, nil
}

//AesDecrypt 解密
func AesDecrypt(data []byte) ([]byte, error) {
    key := []byte(sKey)
    //创建实例
    block, err := aes.NewCipher(key)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    //获取块的大小
    blockSize := block.BlockSize()
    //使用cbc
    blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, key[:blockSize])
    //初始化解密数据接收切片
    crypted := make([]byte, len(data))
    //执行解密
    blockMode.CryptBlocks(crypted, data)
    //去除填充
    crypted, err = pkcs7UnPadding(crypted)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return crypted, nil
}

测试代码如下：

import (
	"encoding/base64"
	"testing"
)

func TestCrypto(t *testing.T) {

	s := []byte("mysqlpassword")
	ss, err := AesEncrypt(s)
	if err != nil {
		t.Fatal(err)
	}
	mw := base64.StdEncoding.EncodeToString(ss)
	t.Logf("加密后: %s\n", mw)

	mwb, _ := base64.StdEncoding.DecodeString(mw)
	s, err = AesDecrypt(mwb)
	if err != nil {
		t.Fatal(err)
	}
	t.Logf("解密后: %s\n", s)
}

AES 前后端交互

上面的示例，前端和后端分别运行没有问题。
但是，前端加密，后端解密；或者后端加密，前端解密的时候，就会出现问题。

虽然同样用的是 AES 加密算法，上面加密和解密的过程在细节上还有些区别。

golang在加密过程中使用了 pkcs7 来填充不足的位数，反之在解密时做了反向的填充操作。
golang使用了CBC模式

补充：AES加密过程中一般有2种模式（ECB和CBC）

ECB：电码本模式（Electronic Codebook Book）。将整个明文分成若干段相同的小段，然后对每一小段进行加密。
CBC：密码分组链接模式（Cipher Block Chaining）。先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。

所以，将前端部分的加解密代码封装，改造如下：

const CryptoJS = require('crypto-js');

const sKey = CryptoJS.enc.Utf8.parse('len16 secret key');

export function EncryptAES(s: string): string {
  // key 和 iv 使用同一个值
  const encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(s, sKey, {
    iv: sKey,
    mode: CryptoJS.mode.CBC, // CBC算法
    padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, //使用pkcs7 进行padding 后端需要注意
  });

  return encrypted.toString();
}

export function DecryptAES(s: string): string {
  // key 和 iv 使用同一个值
  const decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(s, sKey, {
    iv: sKey,
    mode: CryptoJS.mode.CBC, // CBC算法
    padding: CryptoJS.pad.Pkcs7, //使用pkcs7 进行padding 后端需要注意
  });

  return decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8);
}

这样改造之后，前端加密之后后端可以解密，后端加密之后，前端也可以解密。