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对称密钥加解密算法规格

当前章节将说明系统目前支持的算法及其对应的规格。

对于每种算法采用支持的加密模式，将会在具体的每个算法规格中介绍。

AES​

算法库当前提供了AES加解密常用的7种加密模式：ECB、CBC、OFB、CFB、CTR、GCM和CCM。不同的加密模式适用的加解密参数不同，具体请参考ParamsSpec。

由于AES为分组加密算法，分组长度为128位。在实际应用中，最后一组明文可能不足128位（16字节），此时可以通过不同的填充模式进行数据填充。

由于需要填充至分组大小，所以实际算法库中的PKCS5和PKCS7都是以分组大小作为填充长度的，即AES加密填充至16字节。

ECB、CBC加密模式，明文长度不是128位整数倍，必须使用填充方法补足。

CCM加密模式，必须指定附加验证数据aad且其长度必须大于等于1字节且小于等于2048字节。

当前支持以字符串参数完成AES加解密，具体的“字符串参数”由“对称密钥类型（加解密算法+密钥长度）”、“分组模式”和“填充模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建对称加解密实例时，指定算法规格。

  • 如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。

    举例说明：

    • 当需要分组模式为ECB、密钥长度为128bit、填充模式为PKCS7，其字符串参数为"AES128|ECB|PKCS7"。
    • 当需要分组模式为CFB、密钥长度为256bit、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"AES256|CFB|NoPadding"。
    分组模式密钥长度（bit）填充模式API版本
    ECB[128192256]
    CBC[128192256]
    CTR[128192256]
    OFB[128192256]
    CFB[128192256]
    GCM[128192256]
    CCM[128192256]

  • 从API版本10开始，支持对称加解密不带密钥长度的规格。加解密参数输入密钥类型时，支持不带长度，加解密运算取决于实际输入的密钥长度。

    举例说明，当需要分组模式为CFB、不带密钥长度、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"AES|CFB|NoPadding"。

DES​

DES算法的加密过程包含16轮相同的加密函数，每轮都使用不同的子密钥。子密钥是通过对原始密钥进行一系列的置换和移位操作生成的。在每一轮中，明文块被分为左右两部分，然后通过一系列的置换、替换和异或操作进行加密。

算法库当前提供了DES加解密常用的4种加密模式：ECB、CBC、OFB和CFB。不同的加密模式适用的加解密参数不同，具体请参考ParamsSpec。

ECB、CBC加密模式，明文长度不是64位整数倍，必须使用填充方法补足。

当前支持以字符串参数完成DES加解密，具体的“字符串参数”由“对称密钥类型（加解密算法+密钥长度）”、“分组模式”和“填充模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建对称加解密实例时，指定算法规格。

  • 如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。

    举例说明：

    • 当需要分组模式为ECB、密钥长度为64bit、填充模式为PKCS7，其字符串参数为"DES64|ECB|PKCS7"。
    • 当需要分组模式为OFB、密钥长度为64bit、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"DES64|OFB|NoPadding"。
    分组模式密钥长度（bit）填充模式API版本
    ECB64[NoPaddingPKCS5
    CBC64[NoPaddingPKCS5
    OFB64[NoPaddingPKCS5
    CFB64[NoPaddingPKCS5

  • 从API版本10开始，支持对称加解密不带密钥长度的规格。加解密参数输入密钥类型时，支持不带长度，加解密运算取决于实际输入的密钥长度。

    举例说明，当需要分组模式为CFB、不带密钥长度、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"DES|CFB|NoPadding"。

3DES​

3DES算法的加解密过程分别是对明文/密文数据进行三次DES加密或解密，得到相应的密文或明文。

算法库当前提供了3DES加解密常用的4种加密模式：ECB、CBC、OFB和CFB。不同的加密模式适用的加解密参数不同，具体请参考ParamsSpec。

由于DES为分组加密算法，分组长度为64位。在实际应用中，最后一组明文可能不足64位（8字节），此时可以通过不同的填充模式进行数据填充。

由于需要填充至分组大小，所以实际算法库中的PKCS5和PKCS7都是以分组大小作为填充长度的，即3DES加密填充至8字节。

ECB、CBC加密模式，明文长度不是64位整数倍，必须使用填充方法补足。

当前支持以字符串参数完成3DES加解密，具体的“字符串参数”由“对称密钥类型（加解密算法+密钥长度）”、“分组模式”和“填充模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建对称加解密实例时，指定算法规格。

  • 如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。

    举例说明：

    • 当需要分组模式为ECB、密钥长度为192bit、填充模式为PKCS7，其字符串参数为"3DES192|ECB|PKCS7"。
    • 当需要分组模式为OFB、密钥长度为192bit、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"3DES192|OFB|NoPadding"。
    分组模式密钥长度（bit）填充模式API版本
    ECB192[NoPaddingPKCS5
    CBC192[NoPaddingPKCS5
    OFB192[NoPaddingPKCS5
    CFB192[NoPaddingPKCS5

  • 从API版本10开始，支持对称加解密不带密钥长度的规格。加解密参数输入密钥类型时，支持不带长度，加解密运算取决于实际输入的密钥长度。

    举例说明，当需要分组模式为CFB、不带密钥长度、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"3DES|CFB|NoPadding"。

SM4​

算法库当前提供了SM4加解密常用的7种加密模式：ECB、CBC、CTR、OFB、CFB、CFB128和GCM。不同的加密模式适用的加解密参数不同，具体请参考ParamsSpec。

由于SM4为分组加密算法，分组长度为128位。在实际应用中，最后一组明文可能不足128位（16字节），此时可以通过不同的填充模式进行数据填充。

由于需要填充至分组大小，所以实际算法库中的PKCS5和PKCS7都是以分组大小作为填充长度的，即SM4加密填充至16字节。

ECB、CBC加密模式，明文长度不是128位整数倍，必须使用填充方法补足。

当前支持以字符串参数完成SM4加解密，具体的“字符串参数”由“对称密钥类型（加解密算法+密钥长度）”、“分组模式”和“填充模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建对称加解密实例时，指定算法规格。

  • 如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。SM4算法和密钥长度中间采用符号“_”拼接。

    举例说明：

    • 当需要分组模式为ECB、密钥长度为128bit、填充模式为PKCS7，其字符串参数为"SM4_128|ECB|PKCS7"。
    • 当需要分组模式为CFB、密钥长度为128bit、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"SM4_128|CFB|NoPadding"。
    • 当需要分组模式为GCM、密钥长度为128bit、填充模式为NoPadding，其字符串参数为"SM4_128|GCM|NoPadding"。
    分组模式密钥长度（bit）填充模式API版本
    ECB128[NoPaddingPKCS5
    CBC128[NoPaddingPKCS5
    CTR128[NoPaddingPKCS5
    OFB128[NoPaddingPKCS5
    CFB128[NoPaddingPKCS5
    CFB128128[NoPaddingPKCS5
    GCM128[NoPaddingPKCS5

AES-WRAP​

算法库提供AES-WRAP算法，该算法是一种基于AES的加密算法，用于安全地存储或传输对称密钥。它的主要目的是通过加密保护密钥，防止密钥在存储或传输过程中被泄露或篡改。

算法名称字符串参数API版本
AES128_WRAPAES128_WRAP22+
AES256_WRAPAES256_WRAP22+
AES384_WRAPAES384_WRAP22+

填充模式​

分组加密算法有固定的分组长度，在实际应用中，最后一组明文的数据量可能无法达到固定的长度要求，此时可以通过不同的填充模式进行数据填充。填充模式有：

  • NoPadding：不带填充。输入数据需要与分组长度匹配。
  • PKCS5：填充字符由一个字节序列组成，而且每个字节填充的值与要填充的字节序列长度相同。PKCS5为8字节填充，即需将数据填充为八字节的倍数。
  • PKCS7：填充方法和PKCS5一致。但PKCS7可以在1-255字节之间任意填充，PKCS5固定为8字节。

对于CFB、OFB、CTR、GCM、CCM这类将分组密码转化为流模式实现的模式，不需要填充，因此无论是否指定填充模式，都会按照NoPadding实现。

ChaCha20​

从API22开始，算法库支持该算法。

算法库当前提供了ChaCha20加解密，默认的ChaCha20加解密时需要传入IV。默认ChaCha20需要的加解密参数为IvParamsSpec。

常用的加密模式：Poly1305。Poly1305模式适用的加解密参数为Poly1305ParamsSpec。

由于ChaCha20是流算法，无需填充算法。

当前支持以字符串参数完成ChaCha20加解密，具体的“字符串参数”由“对称密钥类型”和“分组模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建对称加解密实例时，指定算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。

对称算法名密钥长度（bit）字符串参数API版本
ChaCha20256ChaCha2022+
ChaCha20256ChaCha20Poly1305