這個章節來講講另外一種毛 ，關於填充模式(Padding)

圖片來源 Mr Doodle

填充模式(Padding)

前面加密章節有提到，加密是透過 區塊(block) 進行加密，會將明文排列成特定的形狀（如：正方形、長方形等），但並不是每次都可以切割初剛好的區塊，明文不能完全符合形狀，就需要添加字母來填滿形狀，而如果用無意義的字母來填充則更可以阻礙一些密碼分析

我們常用的填充的方式就包括ZeroPadding、PKCS5Padding與PKCS7Padding，就來介紹有哪些填充方式

NoPadding

不填充，如果加密內容不是8字節整數倍加密則會報錯

ZeroBytePadding

所有需要填充的地方都以0填充。

範例如下：Block 大小為 8 Byte，需要填充 4 Byte（以十六進位表示）

| DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD 00 00 00 00 |

PKCS#7 Padding

每個填充字節的值是用於填充的字節數，即是說，若需要填充 N 個字節，則每個填充字節值都是 N 。 填充的字節數取決於算法可以處理的最小數據塊的字節數量

01
02 02
03 03 03
04 04 04 04
05 05 05 05 05
etc.

範例如下：Block 大小為 8 Byte，需要填充 4 Byte（以十六進位表示）

| DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD 04 04 04 04 |

PKCS#5 Padding

​ PKCS#5 和PKCS#7運算方式都相同 的唯一區別是PKCS5 只能用來填充 8 Byte (64bit）的Block，除此之外可以混用。

範例如下：Block 大小為 8 Byte，需要填充 4 Byte（以十六進位表示）

| DD DD DD DD DD DD DD DD | DD DD DD DD 04 04 04 04 |

PKCS#5 PKCS#7 到底哪裡不同 要怎麼選??

最大的差異式兩個針對 BlockSize 不同

PKCS#5只對於8 Byte（BlockSize=8）進行填充，填充內容為 0x01- 0x08；

但是PKCS#7不僅僅是對 8 Byte填充，其BlockSize範圍是 1-255 Byte。

所以，PKCS#5可以向上轉換為PKCS#7，但是PKCS#7不一定可以轉換到PKCS#5

用PKCS#7填充加密的密文，用PKCS#5解出來是錯誤的

因此很多人說 PKCS#5 ＝ PKCS#7 論調就是錯的，只有運算方式相同，但使用限制就大大的不同

因此，從本質上講，PKCS#5 Padding 是 PKCS#7 子集

嚴格來說，PKCS#5 Padding 不能用於AES 因為 AES 最小的128bit 是 16 Byte。

只有在使用 RC2 / RC5和 DES/3DES 演算法的情況，這些算法 BlockSize=64bits=8bytes 這時考慮使用 PKCS#5 Padding

在 AES 上使用 PKCS#5 ，會硬生將AES 16 Byte 改採用 8 Byte 方式填充，雖然可以運作
但還是極力不建議在 AES上使用 PKCS#5 ，而是使用 PKCS#7

請注意，PKCS＃5和PKCS＃7都不是用來描述填充機制的標準。填充部分只是所定義功能的一小部分。

PKCS#5 是基於密碼加密標準（Password-based Encryption Standard）RFC 2898

PKCS#7 密碼訊息語法標準（Cryptographic Message Syntax Standard）RFC 2315

詳細可見 PKCS (Public Key Cryptography Standards)

其他填充模式

當然還有其他填充模式，有興趣的讀者可以在深入研究

• ANSI X9.23

• ISO 10126

• ISO 97971

小結

填充模式，真的是很容易讓人搞的暈頭轉向的議題，如果 Padding 設定錯誤，是無法解密最容易遇到是跨平台溝通

所以都要確保雙方使用的 Padding 模式都是相同的

像是 JAVA 預設就只有 PKCS#5 ， 沒有 PKCS#7，需要另外實作

在 PKCS#5 PKCS#7 真的是眾說紛紜，我也從使用至今看了很多資料，爬過很多文

才有點小小心得，也不敢說絕對正確

以下是我的建議

在 DES/3DES/RC2/RC4使用 PKCS#5 （不過這些演算法嚴格來說都被棄用了）

AES 使用 PKCS#7

下下策就是使用 ZeroBytePadding

參考資料

https://en.wikipedia.org/wiki/PKCS

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%AC%E9%92%A5%E5%AF%86%E7%A0%81%E5%AD%A6%E6%A0%87%E5%87%86

https://en.wikipedia.org/wiki/Padding_(cryptography)

https://crypto.stackexchange.com/questions/9043/what-is-the-difference-between-pkcs5-padding-and-pkcs7-padding