一、AES加密算法简介

AES(Advanced Encryption Standard)是一种对称密钥加密算法,是目前应用最广泛的加密算法之一。它是由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设计的,在2001年被美国国家标准技术研究所(NIST)选定为新的高级加密标准(AES)。

AES使用了一个块加密算法,将明文分成固定长度的数据块,并且对每个数据块进行加密操作。其密钥长度可以是128位、192位或256位,这使得AES比之前的DES算法更加安全。

AES算法有四个操作:SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey。这些操作在不同的轮次中进行,轮数取决于密钥长度。每一轮操作都会对数据块进行改变,从而增加加密的难度。

总的来说,AES算法具有安全性高、效率高、易于实现等特点,因此被广泛运用于各种领域的数据加密保护中。

二、AES加密算法的Python语言例程

以下是使用Python语言实现AES加密算法的例程:

from Crypto.Cipher import AES
import base64

def aes_encrypt(key, data):
    iv = key[:16]  # 取key的前16个字节作为iv向量
    pad = 16 - len(data) % 16  # 计算需要填充的字节数
    data += chr(pad) * pad  # PKCS#7填充
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    encrypted_data = cipher.encrypt(data.encode('utf-8'))
    return base64.b64encode(encrypted_data).decode('utf-8')

def aes_decrypt(key, encrypted_data):
    iv = key[:16]  # 取key的前16个字节作为iv向量
    cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    decrypted_data = cipher.decrypt(base64.b64decode(encrypted_data))
    pad = ord(decrypted_data[-1])  # 获取PKCS#7填充的字节数
    return decrypted_data[:-pad].decode('utf-8')

# 测试代码
key = '0123456789abcdef'
data = 'Hello world!'
encrypted_data = aes_encrypt(key, data)
print('Encrypted data:', encrypted_data)
decrypted_data = aes_decrypt(key, encrypted_data)
print('Decrypted data:', decrypted_data)

这段代码中,aes_encrypt()函数和aes_decrypt()函数分别用于对数据进行AES加密和解密。其中,key参数表示密钥,data参数表示需要加密的数据,encrypted_data参数表示已经加密的数据。

在加密时,我们先从密钥中取出前16个字节作为iv向量,然后计算需要填充的字节数(使用PKCS#7填充方式),将填充后的数据使用AES-CBC模式进行加密,并最终使用Base64编码将加密后的数据转换为字符串返回。

在解密时,我们同样从密钥中取出前16个字节作为iv向量,然后使用相同的AES-CBC模式进行解密,最后去除填充的字节并将解密后的数据转换为字符串返回。