本文只适用于初学者，只需要会打断点追踪就可以了。
前端js代码除了Base64编码和解码，MD5加密之外，有时候还会用AES加密。
AES算法原理
关于AES原理，详细参见链接。
简介
高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，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。高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
看网上有人介绍，微信小程序加密传输就是用AES加密算法的。
关于对称加密算法，就是加密和解密用相同的密钥，具体的加密流程如下图：
- 明文P：没有经过加密的原始数据。
- 密钥K：用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方与发送方协商产生，但不可以直接在网络上传输，否则会导致密钥泄漏，通常是通过非对称加密算法加密密钥（例如RSA），然后再通过网络传输给对方，或者直接面对面商量密钥。密钥是绝对不可以泄漏的，否则会被攻击者还原密文，窃取机密数据。
- AES加密函数：设AES加密函数为E，则 C = E(K, P),其中P为明文，K为密钥，C为密文。也就是说，把明文P和密钥K作为加密函数的参数输入，则加密函数E会输出密文C。
- 密文C：经加密函数处理后的数据
- AES解密函数：设AES解密函数为D，则 P = D(K, C),其中C为密文，K为密钥，P为明文。也就是说，把密文C和密钥K作为解密函数的参数输入，则解密函数会输出明文P。
对称加密算法与非对称加密算法的区别
- 对称加密：加密和解密用到的密钥是相同的，这种加密方式加密速度非常快，适合经常发送数据的场合。缺点是密钥的传输比较麻烦。
- 非对称加密算法：加密和解密用的密钥是不同的，这种加密方式是用数学上的难解问题构造的，通常加密解密的速度比较慢，适合偶尔发送数据的场合。优点是密钥传输方便。常见的非对称加密算法为RSA、ECC和EIGamal。
AES算法相关概念
1.分组加密模式
关于本节详见链接。
AES是基于数据块的加密方式，每次处理的数据是一块（16字节）。当数据不是16字节的倍数时需要进行填充，这就是所谓的分组密码（区别于基于比特位的流密码），16字节是分组长度。
分组加密有几种模式：
- ECB，电码本模式 Electronic Codebook Book
- CBC，密码分组链接模式 Cipher Block Chaining
- CTR，计算器模式Counter (CTR)
- CFB，密码反馈模式Cipher FeedBack
- OFB，输出反馈模式Output FeedBack
密码分组链接模式Cipher Block Chaining (CBC)
这里会详细说明一下这个模式，因为后面例子会用到。
这种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。
优点
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
不利于并行计算，误差传递，需要初始化向量IV（或者叫偏移量）
2.填充方法
上面的说明中我们已经了解，AES不是将拿到的明文一次性加密，而是分组加密。就是先将明文切分成长度相等的块，每块大小128bit（16字节），再对每一小块进行加密。
如果原始明文串不能被等分成128bit，例如：明文大小200bit，那么第二个块只有72bit，此时就需要对第二个块进行填充处理，让第二个块的大小达到128bit。
常见的填充模式有：
- ZeroPadding，数据长度不对齐时使用0填充，否则不填充。注意：使用0填充有个缺点，当元数据尾部也存在0时，在unpadding时可能会存在问题。
- PKCS7Padding，假设数据长度需要填充n(n>0)个字节才对齐，那么填充n个字节，每个字节都是n。如果数据本身就已经对齐了，则填充一块长度为块大小的数据，每个字节都是块大小。openssl里AES的默认填充方式就是PKCS7Padding
- PKCS5Padding，PKCS7Padding的子集，块大小固定为8字节
3.密钥
AES支持三种密钥长度：128位，192位，256位，大家经常说的AES128，AES256就是指不同的密钥长度。
不同的密钥长长度意味着AES加密的轮数不同，128位加密10轮，192加密12轮，256加密14轮。从安全性角度来讲，256位安全性最高，但是128位因为加密轮数少，所以性能更好一些。
补充：
各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：
- AddRoundKey（轮密钥加）：矩阵中的每一个字节都与该次回合密钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。
- SubBytes（字节代换）：通过一个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
- ShiftRows（行位移）：将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
- MixColumns（列混合）：为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每内联的四个字节。最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey替换。
js使用AES加密
上面的知识，如果不是专门研究密码学，不详细了解也没有关系。
不过分组加密模式，填充方式还是要有些概念的，不然下面的内容看的会有点困难。
观察上面的登陆记录。我输入的密码是123456，但是Request Payload中提交的password是“JfYot+NjHbQacTYI6d5KMQ==”。显然是处理过的。
下面就是要追踪了
搜索一下password，打上断点。
其实从函数名称已经可以发现，它用的就是AES。
跟踪一下，2步就到了下面的地方。
这个是AES在js中的标准实现代码。
n是密钥，iv：a是初始化向量（或者说偏移量），t是明文，分组模式cbc，填充模式ZeroPadding。
这里你能很容易发现js中AES加密的缺点，密钥是直接写在代码中的。
在js中实现AES加密利用的是crypto-js模块。关于这个模块介绍，参见链接。
首先，安装crypto-js模块
npm install crypto-js --save
然后nodejs运行下面代码
const CryptoJS = require('crypto-js'); //引用AES源码js
function l(e) {
var n = CryptoJS.enc.Latin1.parse("h5LoginKey123456")
, a = CryptoJS.enc.Latin1.parse("h5LoginIv1234567")
, t = e
, o = CryptoJS.AES.encrypt(t, n, {
iv: a,
mode: CryptoJS.mode.CBC,
padding: CryptoJS.pad.ZeroPadding
});
return o.toString()
}
aaaa="123456"
console.log(l(aaaa))
运行结果，完全一致
JfYot+NjHbQacTYI6d5KMQ==
又，安装完crypto-js模块后，我的nodejs运行时候有过报错如下
Error: Cannot find module 'crypto-js'
输入命令查询一下
npm config ls
关注结果中的prefix部分，把目录加入环境变量path中。
如果还不行，就把js文件拷贝到上面的那个目录中执行，应该就可以了。
我们再来尝试一下python
python中安装以下模块
pip install pycrypto
如果安装过程报错
error: Microsoft Visual C++ 9.0 is required. Get it from http://aka.ms/vcpython27
那就去上面的链接下载VCForPython27.msi。
这个文件是windows平台使用的python编译扩展器，以前都是vc/vs系列来的，但是安装包特别大而且容易出错，这次微软官方推出的专门的版本。
安装完VCForPython27.msi后，应该就可以正常安装pycrypto了。
python中AES实现代码如下
import base64
from Crypto.Cipher import AES
import random
#ZeroPadding，数据长度不对齐时使用0填充，否则不填充
def ZeroPadding(text): #明文使用Zero填充 最终调用AES加密方法时，传入的是一个byte数组，要求是16的整数倍，因此需要对明文进行处理 :param text: 待加密内容(明文) :return:
bs = AES.block_size # 16。分块长度为16
length = len(text)
bytes_length = len(text.encode('utf8')) # utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
#bytes_length = len(bytes(text, encoding='utf-8')) # tips：utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
padding_size = length if(bytes_length == length) else bytes_length #数据长度。数据为‘123456’时候，长度为6
print "bs=",bs
print "padding_size=",padding_size
padding = bs - padding_size % bs #需要填充的长度为 16 - 6 % 16 = 10
print "padding=",padding
if padding== bs: #长度对齐，不用填充
padding_text=""
else: #长度不对齐，填充0
# chr(padding)看与其它语言的约定，有的会使用'\0'
padding_text = chr(0) * padding
return text + padding_text
def encrypt(key, content,iv): #AES加密 模式cbc content: 加密内容
key_bytes = key.encode('utf8')
#keykey_bytes = bytes(key, encoding='utf-8')
iv = iv.encode('utf8')
#iv = bytes(iv, encoding='utf-8')
cipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv) # 处理明文
#content_padding = pkcs7padding(content) # 填充，结果3b+VGZ+iMWmZX2VFlTybEA==
content_padding = ZeroPadding(content) # 填充，结果JfYot+NjHbQacTYI6d5KMQ==
encrypt_bytes = cipher.encrypt(content_padding.encode('utf8')) # 重新编码
#encrypt_bytes = cipher.encrypt(bytes(content_padding, encoding='utf-8')) # 重新编码
result = str(base64.b64encode(encrypt_bytes)).encode('utf8')
#result = str(base64.b64encode(encrypt_bytes), encoding='utf-8')
return result
key="h5LoginKey123456"
iv="h5LoginIv1234567"
content="123456"
print encrypt(key,content,iv)
运行结果，和js中也是一致的。
bs= 16
padding_size= 6
padding= 10
JfYot+NjHbQacTYI6d5KMQ==
代码中详细说明了填充模式实现，对照前面的说明，应该不难理解。
如果填充模式改为PKCS7Padding
js实现代码如下
padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
python实现代码如下
#PKCS7Padding，假设数据长度需要填充n(n>0)个字节才对齐，那么填充n个字节，每个字节都是n;
#如果数据本身就已经对齐了，则填充一块长度为块大小的数据，每个字节都是块大小（长度）
def pkcs7padding(text): #明文使用PKCS7填充 最终调用AES加密方法时，传入的是一个byte数组，要求是16的整数倍，因此需要对明文进行处理 :param text: 待加密内容(明文) :return:
bs = AES.block_size # 16。分块长度为16
length = len(text)
bytes_length = len(text.encode('utf8')) # utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
#bytes_length = len(bytes(text, encoding='utf-8')) # tips：utf-8编码时，英文占1个byte，而中文占3个byte
padding_size = length if(bytes_length == length) else bytes_length #数据长度。数据为‘123456’时候，长度为6
print "bs=",bs
print "padding_size=",padding_size
padding = bs - padding_size % bs #需要填充的长度为 16 - 6 % 16 = 10
print "padding=",padding
#填充一个长度为n且每个字节均为n的数据
#填充公式为 n=数据块长度 - 分组后剩下不满足分组数据的长度,本例中n=10
# chr(padding)看与其它语言的约定，有的会使用'\0'
padding_text = chr(padding) * padding
return text + padding_text
运行结果如下
3b+VGZ+iMWmZX2VFlTybEA==
有兴趣可以自己尝试一下。
