AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）是一种对称加密算法，也是目前最广泛使用的加密标准之一。

主要特点

• 对称加密：加密和解密使用相同的密钥
• 分组密码：将数据分成128位的块进行处理
• 密钥长度：支持128位、192位和256位三种密钥长度
• 轮数：根据密钥长度不同，分别进行10轮、12轮或14轮加密

工作原理

AES使用替换-置换网络（SPN）结构，主要包含四个基本操作：

1. 字节替换（SubBytes）：使用S盒进行非线性替换
2. 行移位（ShiftRows）：对状态矩阵的行进行循环移位
3. 列混合（MixColumns）：对列进行线性变换
4. 轮密钥加（AddRoundKey）：与轮密钥进行异或运算

应用场景

• 数据传输加密：HTTPS、VPN、WiFi（WPA2/WPA3）
• 文件加密：磁盘加密、文档保护
• 数据库加密：敏感数据存储
• 金融系统：银行交易、支付系统

安全方面

AES被认为是安全的加密算法，至今没有发现有效的密码学攻击方法。AES-256被广泛用于需要高安全性的场合，包括政府和军事应用。

AES在2001年被美国国家标准与技术研究院（NIST）采纳为联邦信息处理标准，取代了之前的DES算法。

代码实现

Java实现

public class DataEncryption {
    private static final String ALGORITHM = "AES";
    private static final String SECRET_KEY = "MySecretKey12345"; // 16字符
    
    public static String encrypt(String data) throws Exception {
        SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);
    }
    
    public static String decrypt(String encryptedData) throws Exception {
        SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        
        byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(encryptedData);
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(decoded);
        return new String(decrypted);
    }
}

// 使用加密数据构建URL
String encryptedUserId = DataEncryption.encrypt(userId);
String safeUrl = "https://example.com/page?data=" + URLEncoder.encode(encryptedUserId, "UTF-8");

TypeScript实现

import { AES, enc } from 'crypto-js';

const SECRET_KEY = 'MySecretKey12345';

export const encrypt = (data: string): string => 
    AES.encrypt(data, SECRET_KEY).toString();

export const decrypt = (encryptedData: string): string => 
    AES.decrypt(encryptedData, SECRET_KEY).toString(enc.Utf8);

// 使用示例
const encryptedUserId = encrypt(userId);
const safeUrl = `https://example.com/page?data=${encodeURIComponent(encryptedUserId)}`;
const decryptedData = decrypt(encryptedUserId);