以上是针对ECB模式的加密解密，从这个例子中可以看出参数中有几个限制。


1. 秘钥必须为16字节或者16字节的倍数的字节型数据。
2. 明文必须为16字节或者16字节的倍数的字节型数据，如果不够16字节需要进行补全，关于补全规则，后面会在补全模式中具体介绍。


通过CBC模式例子：

from Crypto.Cipher import AES
password = b’1234567812345678’ #秘钥，b就是表示为bytes类型
iv = b’1234567812345678’ # iv偏移量，bytes类型
text = b’abcdefghijklmnhi’ #需要加密的内容，bytes类型
aes = AES.new(password,AES.MODE_CBC,iv) #创建一个aes对象

AES.MODE_CBC 表示模式是CBC模式

en_text = aes.encrypt(text)
print(“密文：”,en_text) #加密明文，bytes类型
aes = AES.new(password,AES.MODE_CBC,iv) #CBC模式下解密需要重新创建一个aes对象
den_text = aes.decrypt(en_text)
print(“明文：”,den_text)

输出：

密文： b’\x93\x8bN!\xe7~>\xb0M\xba\x91\xab74;0’
明文： b’abcdefghijklmnhi’

通过上面CBC模式的例子，可以简单看出CBC模式与ECB模式的区别：AES.new() 解密和加密重新生成了aes对象，加密和解密不能调用同一个aes对象，否则会报错`TypeError: decrypt() cannot be called after encrypt()`。


总结：


1. 在Python中进行AES加密解密时，所传入的密文、明文、秘钥、iv偏移量、都需要是bytes（字节型）数据。python 在构建aes对象时也只能接受bytes类型数据。


2.当秘钥，iv偏移量，待加密的明文，字节长度不够16字节或者16字节倍数的时候需要进行补全。


3. CBC模式需要重新生成AES对象，为了防止这类错误，我写代码无论是什么模式都重新生成AES对象。


#### 5. 编码模式


前面说了，python中的 AES 加密解密，只能接受字节型(bytes)数据。而我们常见的 `待加密的明文可能是中文`，或者`待解密的密文经过base64编码的`，这种都需要先进行编码或者解码，然后才能用AES进行加密或解密。反正无论是什么情况，在python使用AES进行加密或者解密时，都需要先转换成bytes型数据。


我们以ECB模式针对中文明文进行加密解密举例：

from Crypto.Cipher import AES

password = b’1234567812345678’ #秘钥，b就是表示为bytes类型
text = “好好学习天天向上”.encode(‘gbk’) #gbk编码，是1个中文字符对应2个字节，8个中文正好16字节
aes = AES.new(password,AES.MODE_ECB) #创建一个aes对象

AES.MODE_ECB 表示模式是ECB模式

print(len(text))
en_text = aes.encrypt(text) #加密明文
print(“密文：”,en_text) #加密明文，bytes类型
den_text = aes.decrypt(en_text) # 解密密文
print(“明文：”,den_text.decode(“gbk”)) # 解密后同样需要进行解码

输出：

16
密文： b’=\xdd8k\x86\xed\xec\x17\x1f\xf7\xb2\x84~\x02\xc6C’
明文： 好好学习天天向上

对于中文明文，我们可以使用`encode()`函数进行编码，将字符串转换成bytes类型数据，而这里我选择**gbk**编码，是为了正好能满足16字节，**utf8**编码是一个中文字符对应3个字节。这里为了举例所以才选择使用gbk编码。


在解密后，同样是需要`decode()`函数进行解码的，将字节型数据转换回中文字符（字符串类型）。


现在我们来看另外一种情况，密文是经过base64编码的(这种也是非常常见的，很多网站也是这样使用的)，我们用 http://tool.chacuo.net/cryptaes/ 这个网站举例子：


![请添加图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/dabd6f5986bd4e8ea826e3ed9fbfb858.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBASGVsbG9fd3NodW8=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)


模式：ECB


密码: 1234567812345678


字符集：gbk编码


输出: base64


我们来写一个python 进行aes解密：

from Crypto.Cipher import AES
import base64

password = b’1234567812345678’
aes = AES.new(password,AES.MODE_ECB)
en_text = b"Pd04a4bt7Bcf97KEfgLGQw=="
en_text = base64.decodebytes(en_text) #将进行base64解码，返回值依然是bytes
den_text = aes.decrypt(en_text)
print(“明文：”,den_text.decode(“gbk”))

输出：

明文： 好好学习天天向上

这里的 `b"Pd04a4bt7Bcf97KEfgLGQw=="` 是一个bytes数据， 如果你传递的是一个字符串，你可以直接使用 `encode()`函数 将其转换为 bytes类型数据。

from Crypto.Cipher import AES
import base64

password = b’1234567812345678’
aes = AES.new(password,AES.MODE_ECB)
en_text = “Pd04a4bt7Bcf97KEfgLGQw==”.encode() #将字符串转换成bytes数据
en_text = base64.decodebytes(en_text) #将进行base64解码，参数为bytes数据,返回值依然是bytes
den_text = aes.decrypt(en_text)
print(“明文：”,den_text.decode(“gbk”))

因为无论是 `utf8` 和 `gbk` 编码，针对英文字符编码都是一个字符对应一个字节，所以这里\*\*encode()\*\*函数主要作用就是转换成bytes数据，然后使用base64进行解码。


hexstr，base64编码解码例子：

import base64
import binascii
data = “hello”.encode()
data = base64.b64encode(data)
print(“base64编码:”,data)
data = base64.b64decode(data)
print(“base64解码:”,data)
data = binascii.b2a_hex(data)
print(“hexstr编码:”,data)
data = binascii.a2b_hex(data)
print(“hexstr解码:”,data)

输出：

base64编码: b’aGVsbG8=’
base64解码: b’hello’
hexstr编码: b’68656c6c6f’
hexstr解码: b’hello’

这里要说明一下，有一些AES加密，所用的秘钥，或者IV向量是通过 base64编码或者 hexstr编码后的。针对这种，首先要进行的就是进行解码，都转换回 bytes数据，再次强调，python实现 AES加密解密传递的参数都是 bytes(字节型) 数据。


另外，我记得之前的 `pycryptodome`库，传递IV向量时，和明文时可以直接使用字符串类型数据，不过现在新的版本都必须为 字节型数据了，可能是为了统一好记。


#### 6. 填充模式


前面我使用秘钥，还有明文，包括IV向量，都是固定16字节，也就是数据块对齐了。而填充模式就是为了解决数据块不对齐的问题，使用什么字符进行填充就对应着不同的填充模式


AES补全模式常见有以下几种：




| 模式 | 意义 |
| --- | --- |
| ZeroPadding | 用b’\x00’进行填充，这里的0可不是字符串0，而是字节型数据的b’\x00’ |
| PKCS7Padding | 当需要N个数据才能对齐时，填充字节型数据为N、并且填充N个 |
| PKCS5Padding | 与PKCS7Padding相同，在AES加密解密填充方面我没感到什么区别 |
| no padding | 当为16字节数据时候，可以不进行填充，而不够16字节数据时同ZeroPadding一样 |


这里有一个细节问题，我发现很多文章说的也是不对的。


ZeroPadding填充模式的意义：很多文章解释是当为16字节倍数时就不填充，然后当不够16字节倍数时再用字节数据0填充，这个解释是不对的，这解释应该是no padding的，而ZeroPadding是不管数据是否对其，都进行填充，直到填充到下一次对齐为止，也就是说即使你够了16字节数据，它会继续填充16字节的0，然后一共数据就是32字节。


这里可能会有一个疑问，为什么是16字节 ，其实这个是 数据块的大小，[网站]( )上也有对应设置，网站上对应的叫128位，也就是16字节对齐，当然也有192位(24字节)，256位(32字节)。


本文在这个解释之后，后面就说数据块对齐问题了，而不会再说16字节倍数了。


除了no padding 填充模式，剩下的填充模式都会填充到下一次数据块对齐为止，而不会出现不填充的问题。


PKCS7Padding和 PKCS5Padding需要填充字节对应表：




| 明文长度值（mod 16） | 添加的填充字节数 | 每个填充字节的值 |
| --- | --- | --- |
| 0 | 16 | 0x10 |
| 1 | 15 | 0x0F |
| 2 | 14 | 0x0E |
| 3 | 13 | 0x0D |
| 4 | 12 | 0x0C |
| 5 | 11 | 0x0B |
| 6 | 10 | 0x0A |
| 7 | 9 | 0x09 |
| 8 | 8 | 0x08 |
| 9 | 7 | 0x07 |
| 10 | 6 | 0x06 |
| 11 | 5 | 0x05 |
| 12 | 4 | 0x04 |
| 13 | 3 | 0x03 |
| 14 | 2 | 0x02 |
| 15 | 1 | 0x01 |


这里可以看到，当明文长度值已经对齐时（mod 16 = 0），还是需要进行填充，并且填充16个字节值为0x10。ZeroPadding填充逻辑也是类似的，只不过填充的字节值都为0x00，在python表示成 `b'\x00'`。


填充完毕后，就可以使用 AES进行加密解密了，当然解密后，也需要剔除填充的数据，无奈Python这些步骤需要自己实现（如果有这样的库还请评论指出）。


#### 7.python的完整实现

from Crypto.Cipher import AES
import base64
import binascii

数据类

class MData():
def __init__(self, data = b"",characterSet=‘utf-8’):
# data肯定为bytes
self.data = data
self.characterSet = characterSet

def saveData(self,FileName):
    with open(FileName,'wb') as f:
        f.write(self.data)

def fromString(self,data):
    self.data = data.encode(self.characterSet)
    return self.data

def fromBase64(self,data):
    self.data = base64.b64decode(data.encode(self.characterSet))
    return self.data

def fromHexStr(self,data):
    self.data = binascii.a2b_hex(data)
    return self.data

def toString(self):
    return self.data.decode(self.characterSet)

def toBase64(self):
    return base64.b64encode(self.data).decode()

def toHexStr(self):
    return binascii.b2a_hex(self.data).decode()

def toBytes(self):
    return self.data

def \_\_str\_\_(self):
    try:
        return self.toString()
    except Exception:
        return self.toBase64()

封装类

class AEScryptor():
def __init__(self,key,mode,iv = ‘’,paddingMode= “NoPadding”,characterSet =“utf-8”):
‘’’
构建一个AES对象
key: 秘钥，字节型数据
mode: 使用模式，只提供两种，AES.MODE_CBC, AES.MODE_ECB
iv： iv偏移量，字节型数据
paddingMode: 填充模式，默认为NoPadding, 可选NoPadding，ZeroPadding，PKCS5Padding，PKCS7Padding
characterSet: 字符集编码
‘’’
self.key = key
self.mode = mode
self.iv = iv
self.characterSet = characterSet
self.paddingMode = paddingMode
self.data = “”

def \_\_ZeroPadding(self,data):
    data += b'\x00'
    while len(data) % 16 != 0:
        data += b'\x00'
    return data

最后

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