爬虫逆向加密技术详解之对称加密算法:AES加密解密

一、对称加密介绍

AES属于对称加密算法,不知道什么是对称加密的小伙伴请看这篇文章:https://blog.youkuaiyun.com/thy525/article/details/147700959

二、AES加密算法简介

AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准)是由美国国家标准与技术研究院(NIST)于2001年发布的对称加密算法,旨在替代老旧的DES标准。

相关参数定义:

  • 密钥(Key):密钥即加密和解密所使用的密码。在AES-128中,密钥长度为128位。若提供的密钥位数不足,部分加密库会自动将其填充至128位。
  • 密钥位数(Key Length):AES算法支持三种不同的密钥长度,密钥为128位(16字节)的AES-128、密钥为192位(24字节)的AES-192、密钥为256位(32字节)的AES-256。密钥长度越长,加密的安全性通常也越高。
  • 初始向量(IV - Initialization Vector):初始向量在加密过程中起着重要作用。不同的初始向量会使相同明文加密后的密文不同。在加密和解密操作时,必须使用相同的初始向量,以确保正确解密。
  • 加密模式(Mode):AES算法包含多种加密模式,如ECB(电子密码本模式)、CBC(密码分组链接模式)、CFB(密码反馈模式)等。其中,ECB模式由于未使用初始向量,安全性相对较低;而其他模式之间的差异并不十分显著。
  • 填充方式(Padding):在加密和解密过程中,两端必须使用相同的填充模式。常见的填充模式有PKCS5、PKCS7和NOPADDING等。

三、AES加密的原理

AES加密算法采用分组密码体制,每个分组数据的长度为128位16个字节,密钥长度可以是128位16个字节、192位或256位,一共有四种加密模式,通常采用需要初始向量IV的CBC模式,初始向量的长度也是128位16个字节。


四、快速识别AES加密的方法

4.1 密文长度判断

基础长度:密文长度是 16 字节分组的整数倍经 Base64 编码后的结果。由于 Base64 编码会将每 3 个字节转换为 4 个字符,所以密文长度通常是 4 的倍数。

填充影响:PKCS#7填充会增加1-16字节

示例分析:

明文(15字节) → 加密后16字节
明文(16字节) → 加密后32字节(含16字节填充)

4.2 验证密文字符集

密文是 Base64 编码的字符串,由字符 A - Za - z0 - 9+/= 组成(用于填充)。

4.3 代码特征识别

CryptoJS.AES.encrypt(text, key, { iv: iv });

总结:仅从密文本身较难一眼区分,但如果密文是 Base64 编码,且长度符合 16 字节分组加密后 Base64 编码的规律(如 24、32、44 等),结合使用的加密库和已知的 AES 密钥长度、分组模式等信息,可推测为 AES 加密结果。


五、实现AES加密解密

5.1 JavaScript实现AES加密解密

使用CryptoJS库实现AES加密解密,运算模式CBC,填充方式PKCS#7:

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

// AES 加密函数,使用 CBC 模式和偏移量
function aesEncrypt(plainText, keyHex, ivHex) {
    const encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(plainText, keyHex, {
        iv: ivHex,
        mode: CryptoJS.mode.CBC,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
    });
    return encrypted.ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Base64);
}

// AES 解密函数,使用 CBC 模式和偏移量
function aesDecrypt(cipherText, keyHex, ivHex) {
    const decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(cipherText, keyHex, {
        iv: ivHex,
        mode: CryptoJS.mode.CBC,
        padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
    });
    return decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8);
}

const plainText = '123456'; // 明文

const keyHex = CryptoJS.enc.Utf8.parse('1234567890123456'); // 密钥长度为 16 字节(128 位)
const ivHex = CryptoJS.enc.Utf8.parse('abcdefghijklmnop'); // 初始向量长度为 16 字节(128 位)

// 加密
const encrypted = aesEncrypt(plainText, keyHex, ivHex);
console.log('AES 加密后密文: ', encrypted);
console.log('AES 加密后密文长度: ', encrypted.length);

//解密
const decrypted = aesDecrypt(encrypted, keyHex, ivHex);
console.log('AES 解密后: ', decrypted);

运行结果:

AES 加密后密文:  8J9Je8e093V8Jiu+ily0yQ==
AES 加密后密文长度:  24
AES 解密后:  123456

5.2 Python实现AES加密解密

使用pycryptodome库实现CBC模式的AES加密解密:

from Cryptodome.Cipher import AES
from Cryptodome.Util.Padding import pad, unpad
import base64


# AES加密函数(CBC模式,PKCS7填充)
def aes_encrypt(plain_text, key, iv):
    cipher = AES.new(key=key, mode=AES.MODE_CBC, iv=iv)
    padded_text = pad(plain_text.encode('utf-8'), AES.block_size)  # PKCS7填充
    cipher_text = cipher.encrypt(padded_text)
    return base64.b64encode(cipher_text).decode('utf-8')  # 返回Base64编码的密文


# AES解密函数(CBC模式,PKCS7填充)
def aes_decrypt(cipher_text, key, iv):
    cipher = AES.new(key=key, mode=AES.MODE_CBC, iv=iv)
    decrypted_padded = cipher.decrypt(base64.b64decode(cipher_text))
    decrypted_text = unpad(decrypted_padded, AES.block_size).decode('utf-8')
    return decrypted_text


# 测试代码
plain_text = '123456'  # 明文
key = '1234567890123456'.encode('utf-8')  # 16字节密钥(128位)
iv = 'abcdefghijklmnop'.encode('utf-8')  # 16字节IV(128位)

# 加密
encrypted = aes_encrypt(plain_text, key, iv)
print('AES 加密后密文:', encrypted)
print('AES 加密后密文长度:', len(encrypted))

# 解密
decrypted = aes_decrypt(encrypted, key, iv)
print('AES 解密后:', decrypted)

运行结果:

AES 加密后密文: 8J9Je8e093V8Jiu+ily0yQ==
AES 加密后密文长度: 24
AES 解密后: 123456
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