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2026-04-11

AES 在线加密：在浏览器中保护你的数据

了解 AES 加密的工作原理，探索 CBC 和 GCM 模式，在浏览器中加密文本或文件——数据不会离开你的设备。

加密安全隐私

为什么需要浏览器端加密？

加密将可读数据转换为只有持有正确密钥的人才能解密的密文。AES（高级加密标准）是最广泛使用的对称加密算法——被政府、银行和科技公司采用。

浏览器端加密有一个关键优势：数据永远不会离开你的设备。无需信任服务器，不会泄露数据，也不需要账户。我们的 AES 加密工具 使用 Web Crypto API 在客户端执行所有操作。

AES 的工作原理

AES 使用 128、192 或 256 位密钥对 128 位的数据块进行操作。算法通过多轮替换、置换和混合处理数据：

  • AES-128：10 轮——对大多数应用足够
  • AES-192：12 轮——实际中很少使用
  • AES-256：14 轮——最高安全性，机密级数据的标准
明文 → [AES 加密 + 密钥] → 密文
密文 → [AES 解密 + 密钥] → 明文

操作模式

CBC（密码块链接）

每个块在加密前与前一个密文块进行异或操作。需要初始化向量（IV）。如果实现不当容易受到填充预言攻击。

// 使用 Web Crypto API 的 AES-CBC 加密
async function encryptAES(plaintext, password) {
  const enc = new TextEncoder();
  const keyMaterial = await crypto.subtle.importKey(
    'raw', enc.encode(password), 'PBKDF2', false, ['deriveKey']
  );
  const salt = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
  const iv = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
  const key = await crypto.subtle.deriveKey(
    { name: 'PBKDF2', salt, iterations: 100000, hash: 'SHA-256' },
    keyMaterial, { name: 'AES-CBC', length: 256 }, false, ['encrypt']
  );
  const ciphertext = await crypto.subtle.encrypt(
    { name: 'AES-CBC', iv }, key, enc.encode(plaintext)
  );
  return { ciphertext, iv, salt };
}

GCM（Galois/计数器模式）

GCM 在单一操作中同时提供加密和认证。它是现代应用的推荐模式——比 CBC 更快且防篡改。

// AES-GCM 加密（推荐）
async function encryptGCM(plaintext, password) {
  const enc = new TextEncoder();
  const salt = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16));
  const iv = crypto.getRandomValues(new Uint8Array(12)); // GCM 用 12 字节
  const keyMaterial = await crypto.subtle.importKey(
    'raw', enc.encode(password), 'PBKDF2', false, ['deriveKey']
  );
  const key = await crypto.subtle.deriveKey(
    { name: 'PBKDF2', salt, iterations: 100000, hash: 'SHA-256' },
    keyMaterial, { name: 'AES-GCM', length: 256 }, false, ['encrypt']
  );
  const ciphertext = await crypto.subtle.encrypt(
    { name: 'AES-GCM', iv }, key, enc.encode(plaintext)
  );
  return { ciphertext, iv, salt };
}

密钥派生：从密码到密钥

AES 需要固定长度的密钥，但人类的密码长度不一且熵低。密钥派生函数（KDF）通过将密码扩展为强密钥来解决这个问题：

  • PBKDF2：标准方案——重复应用哈希函数（10 万次以上迭代）。
  • Argon2：内存密集型，抗 GPU 攻击——现代首选。
  • scrypt：PBKDF2 的内存密集型替代方案。
# Python: 从密码派生密钥
from hashlib import pbkdf2_hmac
import os

password = b"my-secret-password"
salt = os.urandom(16)
key = pbkdf2_hmac('sha256', password, salt, iterations=100000, dklen=32)
print(f"派生密钥: {key.hex()}")

在浏览器中加密文件

利用 File API 和 Web Crypto，可以在纯客户端加密文件：

  1. 用户通过 <input type="file"> 选择文件
  2. 文件内容作为 ArrayBuffer 读取
  3. AES-GCM 用密码派生的密钥加密缓冲区
  4. 加密后的 blob 提供下载

我们的 加密工具 为文本和文件输入处理这个流程，生成只能用正确密码解密的加密输出。

常见加密错误

  • 重复使用 IV：绝对不要在同一密钥下重复使用 IV——在 GCM 模式下会完全破坏安全性。
  • 弱密码：AES-256 配 4 位密码等于零安全性。
  • 不使用认证：使用认证模式（GCM）或添加 HMAC。没有认证的加密容易被篡改。
  • 自己造轮子：使用成熟的库和 API。自定义实现几乎总有 bug。

AES vs 其他算法

  • ChaCha20-Poly1305：AES-GCM 的现代替代品，在没有 AES 硬件加速的设备上更快。
  • RSA：非对称（加密和解密使用不同密钥）。用 RSA 交换 AES 密钥，然后用 AES 处理实际数据。
  • 3DES：遗留算法，已弃用——使用 AES 替代。

常见问题

AES-256 比 AES-128 更安全吗？

技术上是的，但 AES-128 已经在计算上不可行被暴力破解。AES-256 提供了对理论量子攻击的额外防线。对大多数场景，两者都安全。

能否加密文本并与他人分享？

可以。用共享密码加密消息，发送密文，对方用相同密码解密。只是要通过不同的渠道分享密码（不要和密文走同一渠道）。

浏览器加密真的安全吗？

使用 Web Crypto API 时是安全的。它利用操作系统的加密库，提供与服务端实现相同的算法。优势在于：数据从不离开你的设备。

忘记密码会怎样？

无法恢复。AES 加密被设计为没有密钥就无法破解。将密码存储在密码管理器中，避免丢失加密数据的访问权限。

总结

AES 加密保护你的数据免受未授权访问——无论它存储在磁盘上、通过网络传输，还是与协作者共享。我们的 AES 加密工具 以简单界面将军事级加密带到你的浏览器：输入文本、设置密码、加密。数据不会离开你的设备。

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