AES算法简介

首先推荐一下这个 40多万点击量的 AES算法介绍；

https://blog.csdn.net/qq_28205153/article/details/55798628

高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，具体的加密流程如下图：
在这里插入图片描述

具体工作的步骤如下：
1.发送方利用密钥123456，加密明文“我是小灰”，加密结果为TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw==。
2.发送方把加密后的内容TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw传输给接收方。
3.接收方收到密文TNYRvx+SNjZwEK+ZXFEcDw，利用密钥123456还原为明文“我是小灰”。

摘要算法是不可逆的，他主要是对信息一致性和完整性的校验；
对称算法是可逆的，他主要保护私密信息不被泄露；

1.密钥
密钥是AES算法实现加密和解密的根本。对称加密算法之所以对称，是因为这类算法对明文的加密和解密需要使用同一个密钥。
AES支持三种长度的密钥：
128位，192位，256位
平时大家所说的AES128，AES192，AES256，实际上就是指的AES算法对不同长度密钥的使用。
这三种256位的最安全，128的性能最优；

2.填充
要想了解填充的概念，我们先要了解AES的分组加密特性。
什么是分组加密呢？我们来看看下面这张图：
在这里插入图片描述
AES算法在对明文加密的时候，并不是把整个明文一股脑加密成一整段密文，而是把明文拆分成一个个独立的明文块，每一个明文块长度128bit。
这些明文块经过AES加密器的复杂处理，生成一个个独立的密文块，这些密文块拼接在一起，就是最终的AES加密结果。
但是这里涉及到一个问题：
假如一段明文长度是192bit，如果按每128bit一个明文块来拆分的话，第二个明文块只有64bit，不足128bit。这时候怎么办呢？就需要对明文块进行填充（Padding）。

NoPadding：不做任何填充，但是要求明文必须是16字节的整数倍。 PKCS5Padding（默认）：
如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字符，且每个字节的值等于缺少的字符数。
比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节，则补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}
ISO10126Padding：
如果明文块少于16个字节（128bit），在明文块末尾补足相应数量的字节，最后一个字符值等于缺少的字符数，其他字符填充随机数。
比如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6个字节，则可能补全为{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}

3.模式
AES的工作模式，体现在把明文块加密成密文块的处理过程中。AES加密算法提供了五种不同的工作模式：
ECB、CBC、CTR、CFB、OFB
模式之间的主题思想是近似的，在处理细节上有一些差别。我们这一期只介绍各个模式的基本定义。
ECB模式（默认）：
电码本模式 Electronic Codebook Book
CBC模式：
密码分组链接模式 Cipher Block Chaining
CTR模式：
计算器模式 Counter
CFB模式：
密码反馈模式 Cipher FeedBack
OFB模式：
输出反馈模式 Output FeedBack

在这里插入图片描述
在这里我们重新梳理一下：
1.把明文按照128bit拆分成若干个明文块。
2.按照选择的填充方式来填充最后一个明文块。
3.每一个明文块利用AES加密器和密钥，加密成密文块。
4.拼接所有的密文块，成为最终的密文结果。

在这里插入图片描述
具体分成多少轮呢？
初始轮（Initial Round） 1次
普通轮（Rounds） N次
最终轮（Final Round） 1次
上一期我们提到，AES的Key支持三种长度：AES128，AES192，AES256。Key的长度决定了AES加密的轮数。
除去初始轮，各种Key长度对应的轮数如下：
AES128：10轮
AES192：12轮
AES256：14轮
不同阶段的Round有不同的处理步骤。
初始轮只有一个步骤：
加轮密钥（AddRoundKey）
普通轮有四个步骤：
字节代替（SubBytes）
行移位（ShiftRows）
列混淆（MixColumns）
加轮密钥（AddRoundKey）
最终轮有三个步骤：
字节代替（SubBytes）
行移位（ShiftRows）
加轮密钥（AddRoundKey）

1.ECB模式
ECB模式（Electronic Codebook Book）是最简单的工作模式，在该模式下，每一个明文块的加密都是完全独立，互不干涉的。
在这里插入图片描述
这样的好处是什么呢？
1.简单
2.有利于并行计算
缺点同样也很明显：
相同的明文块经过加密会变成相同的密文块，因此安全性较差。
2.CBC模式
CBC模式（Cipher Block Chaining）引入了一个新的概念：初始向量IV（Initialization Vector）。
IV是做什么用的呢？它的作用和MD5的“加盐”有些类似，目的是防止同样的明文块始终加密成同样的密文块。

在这里插入图片描述
从图中可以看出，CBC模式在每一个明文块加密前会让明文块和一个值先做异或操作。IV作为初始化变量，参与第一个明文块的异或，后续的每一个明文块和它前一个明文块所加密出的密文块相异或。
这样以来，相同的明文块加密出的密文块显然是不一样的。
CBC模式的好处是什么呢？
安全性更高
坏处也很明显：
1.无法并行计算，性能上不如ECB
2.引入初始化向量IV，增加复杂度。

在optee中的应用

分配一个进行密码操作的操作句柄，并设定算法类型和模式

TEE_Result TEE_AllocateOperation(TEE_OperationHandle *operation,
     uint32_t algorithm, uint32_t mode,
     uint32_t maxKeySize)

分配一个未初始化的临时object空间

TEE_Result TEE_AllocateTransientObject(TEE_ObjectType objectType,
           uint32_t maxKeySize,
           TEE_ObjectHandle *object)

使用buf中的数据初始化某个属性变量

void TEE_InitRefAttribute(TEE_Attribute *attr, uint32_t attributeID,
     const void *buffer, uint32_t length)

将属性变量赋值到object中去

TEE_Result TEE_PopulateTransientObject(TEE_ObjectHandle object,
           const TEE_Attribute *attrs,
           uint32_t attrCount)

将存放密钥的object中的相关内容保存到操作句柄中

TEE_Result TEE_SetOperationKey(TEE_OperationHandle operation,
          TEE_ObjectHandle key)

使用初始化向量初始化对称加密操作

void TEE_CipherInit(TEE_OperationHandle operation, const void *IV,
      uint32_t IVLen)

完成加解密操作

TEE_Result TEE_CipherDoFinal(TEE_OperationHandle operation,
        const void *srcData, uint32_t srcLen,
        void *destData, uint32_t *destLen)

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