一、目标
搞了这么多期签名和加密解密，今天我们聊聊高大上的东西： 加密算法。
加密算法我们整体可以分为：不可逆加密算法和可逆加密算法。
不可逆加密算法
常见的不可逆加密算法有MD5，HMAC，SHA1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512。他们的特点是，不能从加密后的结果解密出原文，主要用于校检数据的一致性，防止篡改数据，我们之前分析的大部分sign签名都是不可逆算法。也叫散列算法或者哈希算法。
可逆加密算法
可逆加密算法就是加密之后的密文可以解密出原文。又可以分为：非对称加密和对称加密。
非对称加密
非对称加密算法的特点是：有两个配对的密钥，通常一个叫公钥，一个叫私钥。 可以公钥加密，私钥解密，也可以私钥加密，公钥来解密。
但是 公钥加密的数据 ，公钥没法解密。同样私钥加密的数据，私钥自己也没法解密。
常用的非对称加密算法有 RSA。
对称加密
对称加密算法的特点是：加密和解密使用的是同一个密钥。常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES128、AES192、AES256。 AES的强度比较高，被广泛大量使用。
今天我们详细聊聊AES
二、步骤
AES, Advanced Encryption Standard，其实是一套标准：FIPS 197，而我们所说的AES算法其实是Rijndael算法。
AES标准支持的分组大小固定为128位，也就是16个字节，密钥长度有3种选择：128位(16字节)、192位(24字节)及256位(32字节)。
AES-128 会把原文进行10轮运算来加密。
AES-192 会把原文进行12轮运算来加密。
AES-256 会把原文进行14轮运算来加密。
第一步， 密钥扩展算法（KeyExpansion）
密钥扩展算法是Rijndael的密钥编排实现算法，其目的是根据种子密钥（用户密钥）生成多组轮密钥。轮密钥为多组128位(16字节)密钥，
AES-128 会把原文进行10轮运算来加密，需要11组密钥。
AES-192 会把原文进行12轮运算来加密，需要13组密钥。
AES-256 会把原文进行14轮运算来加密，需要15组密钥。
考虑到有这么一个种子密钥，
BYTE bKey[32] = {0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0x0e,0x0f,
0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x1a,0x1b,0x1c,0x1d,0x1e,0x1f};经过扩展之后的结果是
00: rs: 00010203
01: rs: 04050607
02: rs: 08090a0b
03: rs: 0c0d0e0f
04: rs: 10111213
05: rs: 14151617
06: rs: 18191a1b
07: rs: 1c1d1e1f
08: rot: 1d1e1f1c sub: a472c09c rcon: 01000000 xor: 9cc072a5 rs: a573c29f
09: equ: a573c29f rs: a176c498
10: equ: a176c498 rs: a97fce93
11: equ: a97fce93 rs: a572c09c
12: sub: 0640bade rs: 1651a8cd
13: equ: 1651a8cd rs: 0244beda
14: equ: 0244beda rs: 1a5da4c1
15: equ: 1a5da4c1 rs: 0640bade
16: rot: 40bade06 sub: 09f41d6f rcon: 02000000 xor: 6f1df40b rs: ae87dff0
17: equ: ae87dff0 rs: 0ff11b68
18: equ: 0ff11b68 rs: a68ed5fb
19: equ: a68ed5fb rs: 03fc1567
20: sub: 7bb05985 rs: 6de1f148
21: equ: 6de1f148 rs: 6fa54f92
22: equ: 6fa54f92 rs: 75f8eb53
23: equ: 75f8eb53 rs: 73b8518d
24: rot: b8518d73 sub: 6cd15d8f rcon: 04000000 xor: 8f5dd168 rs: c656827f
25: equ: c656827f rs: c9a79917
26: equ: c9a79917 rs: 6f294cec
27: equ: 6f294cec rs: 6cd5598b
28: sub: 5003cb3d rs: 3de23a75
29: equ: 3de23a75 rs: 524775e7
30: equ: 524775e7 rs: 27bf9eb4
31: equ: 27bf9eb4 rs: 5407cf39
32: rot: 07cf3954 sub: c58a1220 rcon: 08000000 xor: 20128acd rs: 0bdc905f
33: equ: 0bdc905f rs: c27b0948
34: equ: c27b0948 rs: ad5245a4
35: equ: ad5245a4 rs: c1871c2f
36: sub: 78179c15 rs: 45f5a660
37: equ: 45f5a660 rs: 17b2d387
38: equ: 17b2d387 rs: 300d4d33
39: equ: 300d4d33 rs: 640a820a
40: rot: 0a820a64 sub: 67136743 rcon: 10000000 xor: 43671377 rs: 7ccff71c
41: equ: 7ccff71c rs: beb4fe54
42: equ: beb4fe54 rs: 13e6bbf0
43: equ: 13e6bbf0 rs: d261a7df
44: sub: b5ef5c9e rs: f01afafe
45: equ: f01afafe rs: e7a82979
46: equ: e7a82979 rs: d7a5644a
47: equ: d7a5644a rs: b3afe640
48: rot: afe640b3 sub: 798e096d rcon: 20000000 xor: 6d098e59 rs: 2541fe71
49: equ: 2541fe71 rs: 9bf50025
50: equ: 9bf50025 rs: 8813bbd5
51: equ: 8813bbd5 rs: 5a721c0a
52: sub: be409c67 rs: 4e5a6699
53: equ: 4e5a6699 rs: a9f24fe0
54: equ: a9f24fe0 rs: 7e572baa
55: equ: 7e572baa rs: cdf8cdea
56: rot: f8cdeacd sub: 41bd87bd rcon: 40000000 xor: bd87bd01 rs: 24fc79cc
57: equ: 24fc79cc rs: bf0979e9
58: equ: bf0979e9 rs: 371ac23c
59: equ: 371ac23c rs: 6d68de36一共60个结果， 每4个结果是一组，可以组成15组密钥，用于后面的 1+14 = 15次运算
第二步 轮密钥加(AddRoundKey)
听起来很高端，其实就是把入参明文和本轮密钥做一次异或。
结果如下
// 明文 string strIn = "Hello World ! i like aes";
Round 0:
input: 48 65 6c 6c 6f 20 57 6f 72 6c 64 20 21 20 69 20
round: 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0a 0b 0c 0d 0e 0f
state: 48 64 6e 6f 6b 25 51 68 7a 65 6e 2b 2d 2d 67 2f第三步 AES-256 开始进行14轮运算来加密
这14轮运算基本类似，主要包含4种主要运算操作：字节代换(SubByte)、行移位(ShiftRow)、列混合(MixColumn)、轮密钥加(AddRoundKey)。需要注意的是最后一轮 不做 列混合(MixColumn)。
字节代换(SubByte)
字节代换就是把原文替换成对应的（Substitution-box）S盒中的数据，S盒是256个元素，也是我们逆向分析中来定位是否使用AES算法的一个重要特征。
有深厚密码学功底的大厂会自己魔改S盒，这是需要很强的数学知识的，不是我等市井小民随便改改就行的。
行移位（Shift Rows）
这个代码比较好看懂，每四个一组，首位不变，后面的挪挪位置。
列混合（Mix Columns）
这个运算有点复杂，我木有看懂。
轮密钥加（Add Round Key）
我们之前不是生成了15组密钥吗？ 第一组在 第0轮的 轮密钥加中用了，后面的14组就用在这里。
Round 1:
input: 48 64 6e 6f 6b 25 51 68 7a 65 6e 2b 2d 2d 67 2f
sub: 52 43 9f a8 7f 3f d1 45 da 4d 9f f1 d8 d8 85 15
shift: 52 3f 9f 15 7f 4d 85 a8 da d8 9f 45 d8 43 d1 f1
mix: 6f 83 77 7c 04 d9 c0 02 06 8e e8 b8 4e c7 2a 18
round: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f
state: 7f 92 65 6f 10 cc d6 15 1e 97 f2 a3 52 da 34 07
Round 2:
input: 7f 92 65 6f 10 cc d6 15 1e 97 f2 a3 52 da 34 07
sub: d2 4f 4d a8 ca 4b f6 59 72 88 89 0a 00 57 18 c5
shift: d2 4b 89 c5 ca 88 18 a8 72 57 4d 59 00 4f f6 0a
mix: 2e 01 c4 3e bc 41 91 9e 09 52 54 3e 2d 95 a6 ad
round: a5 73 c2 9f a1 76 c4 98 a9 7f ce 93 a5 72 c0 9c
state: 8b 72 06 a1 1d 37 55 06 a0 2d 9a ad 88 e7 66 31
Round 3:
input: 8b 72 06 a1 1d 37 55 06 a0 2d 9a ad 88 e7 66 31
sub: 3d 40 6f 32 a4 9a fc 6f e0 d8 b8 95 c4 94 33 c7
shift: 3d 9a b8 c7 a4 d8 33 32 e0 94 6f 6f c4 40 fc 95
mix: b0 06 9e f0 21 68 4c 78 7c 0d 1b 1e 3a ce c3 da
round: 16 51 a8 cd 02 44 be da 1a 5d a4 c1 06 40 ba de
state: a6 57 36 3d 23 2c f2 a2 66 50 bf df 3c 8e 79 04
Round 4:
input: a6 57 36 3d 23 2c f2 a2 66 50 bf df 3c 8e 79 04
sub: 24 5b 05 27 26 71 89 3a 33 53 08 9e eb 19 b6 f2
shift: 24 71 08 f2 26 53 b6 27 33 19 05 3a eb 5b 89 9e
mix: 21 2c 48 ea 28 66 6b c1 72 34 6e 3d 37 43 00 d3
round: ae 87 df f0 0f f1 1b 68 a6 8e d5 fb 03 fc 15 67
state: 8f ab 97 1a 27 97 70 a9 d4 ba bb c6 34 bf 15 b4
Round 5:
input: 8f ab 97 1a 27 97 70 a9 d4 ba bb c6 34 bf 15 b4
sub: 73 62 88 a2 cc 88 51 d3 48 f4 ea b4 18 08 59 8d
shift: 73 88 ea 8d cc f4 59 a2 48 08 88 d3 18 62 51 b4
mix: 02 d0 b8 f6 7f 76 77 bd d3 08 25 e5 73 9b 1f 68
round: 6d e1 f1 48 6f a5 4f 92 75 f8 eb 53 73 b8 51 8d
state: 6f 31 49 be 10 d3 38 2f a6 f0 ce b6 00 23 4e e5
Round 6:
input: 6f 31 49 be 10 d3 38 2f a6 f0 ce b6 00 23 4e e5
sub: a8 c7 3b ae ca 66 07 15 24 8c 8b 4e 63 26 2f d9
shift: a8 66 8b d9 ca 8c 2f ae 24 26 3b 15 63 c7 07 4e
mix: b3 3b b3 a7 81 16 f1 a1 0c 30 4b 5b dd b1 78 f9
round: c6 56 82 7f c9 a7 99 17 6f 29 4c ec 6c d5 59 8b
state: 75 6d 31 d8 48 b1 68 b6 63 19 07 b7 b1 64 21 72
Round 7:
input: 75 6d 31 d8 48 b1 68 b6 63 19 07 b7 b1 64 21 72
sub: 9d 3c c7 61 52 c8 45 4e fb d4 c5 a9 c8 43 fd 40
shift: 9d c8 c5 40 52 d4 fd 61 fb 43 c7 4e c8 3c 45 a9
mix: e7 02 04 31 5f 9c c4 1d a1 61 ff 0e 23 d6 9e 73
round: 3d e2 3a 75 52 47 75 e7 27 bf 9e b4 54 07 cf 39
state: da e0 3e 44 0d db b1 fa 86 de 61 ba 77 d1 51 4a
Round 8:
input: da e0 3e 44 0d db b1 fa 86 de 61 ba 77 d1 51 4a
sub: 57 e1 b2 1b d7 b9 c8 2d 44 1d ef f4 f5 3e d1 d6
shift: 57 b9 ef d6 d7 1d d1 1b 44 3e b2 2d f5 e1 c8 f4
mix: 47 c2 4a 18 58 9e 5e 98 55 d8 72 1a f5 9b 98 de
round: 0b dc 90 5f c2 7b 09 48 ad 52 45 a4 c1 87 1c 2f
state: 4c 1e da 47 9a e5 57 d0 f8 8a 37 be 34 1c 84 f1
Round 9:
input: 4c 1e da 47 9a e5 57 d0 f8 8a 37 be 34 1c 84 f1
sub: 29 72 57 a0 b8 d9 5b 70 41 7e 9a ae 18 9c 5f a1
shift: 29 d9 9a a1 b8 7e 5f a0 41 9c 57 70 18 72 5b ae
mix: 19 94 27 61 16 05 83 a9 1a eb e3 e8 53 bf 35 46
round: 45 f5 a6 60 17 b2 d3 87 30 0d 4d 33 64 0a 82 0a
state: 5c 61 81 01 01 b7 50 2e 2a e6 ae db 37 b5 b7 4c
Round 10:
input: 5c 61 81 01 01 b7 50 2e 2a e6 ae db 37 b5 b7 4c
sub: 4a ef 0c 7c 7c a9 53 31 e5 8e e4 b9 9a d5 a9 29
shift: 4a a9 e4 29 7c 8e a9 7c e5 d5 0c 31 9a ef 53 b9
mix: b9 1d 4b c1 a4 e7 3f 5b 88 71 7b 8f ef 13 03 60
round: 7c cf f7 1c be b4 fe 54 13 e6 bb f0 d2 61 a7 df
state: c5 d2 bc dd 1a 53 c1 0f 9b 97 c0 7f 3d 72 a4 bf
Round 11:
input: c5 d2 bc dd 1a 53 c1 0f 9b 97 c0 7f 3d 72 a4 bf
sub: a6 b5 65 c1 a2 ed 78 76 14 88 ba d2 27 40 49 08
shift: a6 ed ba 08 a2 88 49 c1 14 40 65 76 27 b5 78 d2
mix: c9 ba 3c b6 54 b3 e0 a5 fb 4d 04 f5 20 0c 0f 1b
round: f0 1a fa fe e7 a8 29 79 d7 a5 64 4a b3 af e6 40
state: 39 a0 c6 48 b3 1b c9 dc 2c e8 60 bf 93 a3 e9 5b
Round 12:
input: 39 a0 c6 48 b3 1b c9 dc 2c e8 60 bf 93 a3 e9 5b
sub: 12 e0 b4 52 6d af dd 86 71 9b d0 08 dc 0a 1e 39
shift: 12 af d0 39 6d 9b 1e 52 71 0a b4 86 dc e0 dd 08
mix: 27 05 4d 3b 20 30 3c 96 ce 24 99 3a 4d 73 85 52
round: 25 41 fe 71 9b f5 00 25 88 13 bb d5 5a 72 1c 0a
state: 02 44 b3 4a bb c5 3c b3 46 37 22 ef 17 01 99 58
Round 13:
input: 02 44 b3 4a bb c5 3c b3 46 37 22 ef 17 01 99 58
sub: 77 1b 6d d6 ea a6 eb 6d 5a 9a 93 df f0 7c ee 6a
shift: 77 a6 93 6a ea 9a ee d6 5a 7c 6d 6d f0 1b eb df
mix: e6 e4 52 78 42 3a d6 e6 30 78 4b 25 e2 3f 5c 5e
round: 4e 5a 66 99 a9 f2 4f e0 7e 57 2b aa cd f8 cd ea
state: a8 be 34 e1 eb c8 99 06 4e 2f 60 8f 2f c7 91 b4
Round 14:
input: a8 be 34 e1 eb c8 99 06 4e 2f 60 8f 2f c7 91 b4
sub: c2 ae 18 f8 e9 e8 ee 6f 2f 15 d0 73 15 c6 81 8d
shift: c2 e8 d0 8d e9 15 81 f8 2f c6 18 6f 15 ae ee 73
round: 24 fc 79 cc bf 09 79 e9 37 1a c2 3c 6d 68 de 36
state: e6 14 a9 41 56 1c f8 11 18 dc da 53 78 c6 30 45
Output:
cypher: e6 14 a9 41 56 1c f8 11 18 dc da 53 78 c6 30 45三、总结
水了这么多，其实最重要的就是这个总结。
1、判断是否是AES或者说类AES算法的一个重要思路是：定位到加解密函数之后，观察它的入参是不是和上一轮运算的结果有关系。 如果本轮的结果会当成下一轮的入参传进来，那么大概率就是 AES 算法了。
2、S盒重要，如果明显发现S盒，那么大概率是用了AES。但是确实有大厂魔改过S盒，不过如果发现加密算法中有明显的 字节代换(SubByte) 动作，起码也是类AES算法了。
IDA的插件findcrypt-yara可以试试
https://github.com/polymorf/findcrypt-yara
AES详细原理读读这篇文章吧, (比读我这篇强)
https://www.anquanke.com/post/id/85656
人与人之前的沟通不在于讲什么，而是对方接收到什么。
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文章作者 奋飞
上次更新 2022-04-06
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