在設計安全協議或其他使用加解密演算法的場景中，經常會用到AES演算法，關于在什么樣的場景下使用AES可能不是一個值得深入討論的問題，但是在如何選擇加密模式的問題上，筆者認為需要反復思量，
知所先后，則近道矣！
想要區分不同加密模式的適用場景，首先需要對加密模式的原理有一定的了解，而要想了解加密模式，最合適的切入點便是最原始、最簡單的ECB模式，
（圖片來自維基百科）
ECB模式全程電子密碼本模式，其原理如上圖所示，使用ECB模式，首先需要將明文分組，每個分組長度與密鑰Key的長度相同，然后每個分組使用相同的密鑰進行AES加密，在了解了ECB模式的基本原理之后，我們至少應該提出如下兩個問題：
1）明文為什么要分組？
2）何為加密模式？
之所以要對明文進行分組，是因為AES只能加密固定長度的資料，為16個位元組，128個位元位，所以我們對明文進行分組，就是將明文資料分割成固定的長度，以滿足AES對輸入資料的要求，這也引出了我們需要思考的第三個問題：
3）最后一個分組不足16個位元組的時候怎么辦？
答案是填充，將最后一個分組填充為16個位元組長度，關于填充的方式，筆者打算寫一篇專題進行討論，但本文不打算就此展開，（實際上，當最后一個分組長度剛好為16位元組時，也會進行填充，即增加一個分組的填充）
在回答完第一個問題和第三個問題之后，我們自然可以推匯出第二個問題的答案——加密模式就是在進行加解密計算的程序中，對明文和相關資訊進行處理的方式，
現在我們對分組加密模式有了初步的認識，但是這還遠遠不夠，因為分組加密模式多達十幾二十種，我們僅僅了解了最原始的ECB模式，話說至此，問題又來了：
4）為什么需要這么多的加密模式？ECB不夠香嗎？
從前，車馬很慢，書信很遠，一生只夠愛一人，如今，高鐵飛快，微信咫尺，一天能約幾個妹，車馬當然不香了，所有落后了的技術，都將被新的技術以效率、安全和方便的名義取而代之，
ECB被取而代之的重要名目就是不夠安全，因為每個分組的加密方式和Key完全相同，在明文相同的情況下，密文將會完全一樣，這便是攻擊者手里的刀，防御者眼里的沙子，當然需要改進，而CBC就是ECB的改進版本，
（圖片來自維基百科）
CBC全稱密文分組鏈接模式，在CBC模式中，明文分組不會直接進行加密，而是經過一次異或之后再進入加密流程，第一個分組的明文與初始向量（IV）進行異或，然后使用AES加密，加密的結果與下一個明文分組異或，如此向下進行鏈式傳導，因為在演算法中引入了IV，相同的明文不再會得到相同的密文，安全性得到了很大的提升，CBC模式也因此成為最常用的分組加密模式，
甘瓜苦蒂，天下物無全美！
CBC也不是萬能膏藥，哪里痛都能貼，比如如下幾個痛點便是CBC也無法解決的：
- 加解密場景需要密文長度與明文相同
- 需要并行實作加解密
- 在保證機密性的同時，還需要保證完整性
看來，CBC不適用的場景還是蠻多的，針對第一個問題，我們可以使用CFB模式：
（圖片來自維基百科）
CBC與ECB模式一脈相承，它們都需要將明文分組成16位元組的資料塊，然后進行填充，即密文長度始終大于明文，為解決這個問題，CFB模式棄用了直接加密明文的方式，轉而將加密作用在IV和Key上，再將結果與明文進行異或，所以這個時候明文不必再滿足16位元組的要求，因為異或運算的輸入可以是任意長度，這就引出同時回答了本文關心的第五個問題：
5）CFB模式是如何將塊密碼轉換成流密碼的？
因為明文分組可以是任意長度，所以我們可以將明文分組長度設為1個位元組，讓加解密程序看起來像是流式運算，而最最重要的，此時明文不再需要填充了，密文長度完全與明文長度一致，
地形有通者、有掛者、有支者、有隘者、有險者、有遠者，
AES的運用場景之多決定了加密模式不會僅限于如上三種，當我們使用多處理器實作帶硬體加速功能的SE芯片時，便會想到CTR模式，即計數器模式，
（圖片來自維基百科）
計數器模式通過遞增一個加密計數器以產生連續的密鑰流，其中，計數器即可實作為遞增的函式，也可實作為隨機函式，由于加密和解密程序中，計數器序列可以預生成，因此均可以進行并行處理，特別適合運用于多處理器的硬體上，CTR的另一個優點是密文中的錯誤位不會傳播，解密時僅影響對應的明文位，
如果需要進一步保證密文的完整性，單純只是用加密就不能解決問題了，而GCM模式就是用來滿足這種需求的：
GCM可以理解為在CTR模式的基礎上增加了一個GMAC演算法，因此在生成的密文后將會附加一個Auth Tag，用來保證傳輸程序中的完整性，
到此為止我們一共介紹了五種常用的加密模式，最后我們將介紹的幾乎是一個專用的加密模式——XTS，XTS基本專為存盤加密設計，在磁盤加密的實作中運用廣泛，比如linux上赫赫有名的dm-crypt機制，便是使用XTS實作，
關于XTS的原理我們將不再深入探討，介紹它是因為加密磁盤的應用場景十分普遍，我們需要了解，但是卻很少存在直接使用的場景，
道阻且長，行則降至，
關于原理的介紹且告一段落，筆者結合自己實際運用的經驗和業內人士的分享，整理了一份最常用加密模式的對照表：
如上表格高度概括了ECB、CBC、CFB、CTR、XTS和GCM六種主流加密模式的原理、優缺點和應用范圍，作為原理的總結，
相信絕大多數讀者學習加解密演算法的目的都是為了最終能夠運用，也只有在實際運用中才能夠真正領悟每種加密模式的特點，對其適用場景有更加深刻的理解，為了幫助大家進行選擇，筆者作了一張加密模式選擇的參考圖：
該選擇方案僅供參考，至于如何選擇最佳的加密模式，還需要根據具體的場景和要求進一步判斷，
紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行
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