AES加密在Ruby中的使用

June 1, 2016

图片来自wustrive’s blog

高级加密标准 Advanced Encryption Standard，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。它是一种分组加密标准，每个加密块大小为128位，允许的密钥长度为128、192和256位。在应用方面，尽管DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用, 但是迟早要被AES代替。AES在软件及硬件上都能快速地加解密，相对来说较易于实作，且只需要很少的存储器。作为一个新的加密标准，目前正被部署应用到更广大的范围。

DES自身并不是加密的实用手段，而必须以某种工作模式进行实际操作。本文以AES的ECB模式和CBC模式举例实现简单的文本加密解密。

ECB模式（电子密码本 Electronic CodeBook）

ECB是最简单的块密码加密模式，加密前根据加密块大小（如AES为128位）分成若干块，之后将每块使用相同的密钥单独加密，解密同理。

ecb

ecb

图片来自happyhippy

优点:
1.简单；
2.有利于并行计算；
3.误差不会被传送；
缺点:
1.不能隐藏明文的模式；
2.可能对明文进行主动攻击；


# Base64编码的私钥
key = 'baRudSWouiTVfu0jwXfYDg=='

# 加密
text = {message: "这是一段密文"}.to_json
cipher = OpenSSL::Cipher::AES.new("128-ECB")
cipher.encrypt
cipher.key = Base64.strict_decode64(key)
encrypted = cipher.update(text) + cipher.final
data = Base64.strict_encode64(encrypted)

# 解密
encrypted_string = Base64.decode64(data)
cipher = OpenSSL::Cipher::AES.new("128-ECB")
cipher.decrypt
cipher.key = Base64.strict_decode64(key)
result = cipher.update(encrypted_string) + cipher.final

CBC模式（密码分组链接：Cipher-Block Chaining)

CBC模式是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。

cbc

cbc

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优点:
1.不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准。
缺点：
1.不利于并行计算；
2.误差传递；
3.需要初始化向量IV


# Base64编码的私钥
key = 'baRudSWouiTVfu0jwXfYDg=='
iv  = 'abcdefgh3762quck'
# 加密
text = {message: "这是一段密文"}.to_json
cipher = OpenSSL::Cipher::AES.new("128-CBC")
cipher.encrypt
cipher.key = Base64.strict_decode64(key)
cipher.iv  = iv
encrypted = cipher.update(text) + cipher.final
data = Base64.strict_encode64(encrypted)

# 解密
encrypted_string = Base64.decode64(data)
cipher = OpenSSL::Cipher::AES.new("128-CBC")
cipher.decrypt
cipher.key = Base64.strict_decode64(key)
cipher.iv  = iv
result = cipher.update(encrypted_string) + cipher.final

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