JAVA AES加密

1. 因子
       近些年DES使用越来越少,原因就在于其使用56位密钥,比较容易被破解,近些年来逐渐被AES替代,AES已经变成目前对称加密中最流行算法之一;AES可以使用128、192、和256位密钥,并且用128位分组加密和解密数据。本文就简单介绍如何通过JAVA实现AES加密。
2. JAVA实现
闲话少许,掠过AES加密原理及算法,关于这些直接搜索专业网站吧,我们直接看JAVA的具体实现。
2.1 加密
代码有详细解释,不多废话。
view plaincopy to clipboardprint?
/**  
 * 加密  
 *   
 * @param content 需要加密的内容  
 * @param password  加密密码  
 * @return  
 */  
public static byte[] encrypt(String content, String password) {   
        try {              
                KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");   
                kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));   
                SecretKey secretKey = kgen.generateKey();   
                byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();   
                SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");   
                Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器   
                byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");   
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化   
                byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);   
                return result; // 加密   
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (NoSuchPaddingException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (InvalidKeyException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (BadPaddingException e) {   
                e.printStackTrace();   
        }   
        return null;   
}  
       
2.2 解密
代码有详细注释,不多废话
注意:解密的时候要传入byte数组
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/**解密  
 * @param content  待解密内容  
 * @param password 解密密钥  
 * @return  
 */  
public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {   
        try {   
                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");   
                 kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));   
                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();   
                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();   
                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");               
                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器   
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化   
                byte[] result = cipher.doFinal(content);   
                return result; // 加密   
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (NoSuchPaddingException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (InvalidKeyException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {   
                e.printStackTrace();   
        } catch (BadPaddingException e) {   
                e.printStackTrace();   
        }   
        return null;   
}  
      
2.3 测试代码
 
                String content = "test";
                String password = "12345678";
                //加密
                System.out.println("加密前:" + content);
                byte[] encryptResult = encrypt(content, password);
                //解密
                byte[] decryptResult = decrypt(encryptResult,password);
                System.out.println("解密后:" + new String(decryptResult)); 
输出结果如下:
加密前:test
解密后:test
2.4 容易出错的地方
但是如果我们将测试代码修改一下,如下:
 
String content = "test";   
String password = "12345678";   
//加密   
System.out.println("加密前:" + content);   
byte[] encryptResult = encrypt(content, password);   
try {   
        String encryptResultStr = new String(encryptResult,"utf-8");   
        //解密   
        byte[] decryptResult = decrypt(encryptResultStr.getBytes("utf-8"),password);   
        System.out.println("解密后:" + new String(decryptResult));   
} catch (UnsupportedEncodingException e) {   
        e.printStackTrace();   
}  
                
则,系统会报出如下异常:
javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length must be multiple of 16 when decrypting with padded cipher
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)
这主要是因为加密后的byte数组是不能强制转换成字符串的,换言之:字符串和byte数组在这种情况下不是互逆的;要避免这种情况,我们需要做一些修订,可以考虑将二进制数据转换成十六进制表示,主要有如下两个方法:
2.4.1将二进制转换成16进制
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/**将二进制转换成16进制  
 * @param buf  
 * @return  
 */  
public static String parseByte2HexStr(byte buf[]) {   
        StringBuffer sb = new StringBuffer();   
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {   
                String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);   
                if (hex.length() == 1) {   
                        hex = '0' + hex;   
                }   
                sb.append(hex.toUpperCase());   
        }   
        return sb.toString();   
}  
     
2.4.2 将16进制转换为二进制
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/**将16进制转换为二进制  
 * @param hexStr  
 * @return  
 */  
public static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {   
        if (hexStr.length() < 1)   
                return null;   
        byte[] result = new byte[hexStr.length()/2];   
        for (int i = 0;i< hexStr.length()/2; i++) {   
                int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2, i*2+1), 16);   
                int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2+1, i*2+2), 16);   
                result[i] = (byte) (high * 16 + low);   
        }   
        return result;   
}  
    
然后,我们再修订以上测试代码,如下:
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String content = "test";   
String password = "12345678";   
//加密   
System.out.println("加密前:" + content);   
byte[] encryptResult = encrypt(content, password);   
String encryptResultStr = parseByte2HexStr(encryptResult);   
System.out.println("加密后:" + encryptResultStr);   
//解密   
byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(encryptResultStr);   
byte[] decryptResult = decrypt(decryptFrom,password);   
System.out.println("解密后:" + new String(decryptResult));  
             
测试结果如下:
加密前:test
加密后:73C58BAFE578C59366D8C995CD0B9D6D
解密后:test
 
2.5 另外一种加密方式
还有一种加密方式,大家可以参考如下:
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/**  
      * 加密  
      *  
      * @param content 需要加密的内容  
      * @param password  加密密码  
      * @return  
      */  
     public static byte[] encrypt2(String content, String password) {   
             try {   
                     SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(password.getBytes(), "AES");   
                     Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/NoPadding");   
                     byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");   
                     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化   
                     byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);   
                     return result; // 加密   
             } catch (NoSuchAlgorithmException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             } catch (NoSuchPaddingException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             } catch (InvalidKeyException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             } catch (UnsupportedEncodingException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             } catch (IllegalBlockSizeException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             } catch (BadPaddingException e) {   
                     e.printStackTrace();   
             }   
             return null;   
     }  
  
这种加密方式有两种限制
密钥必须是16位的 
待加密内容的长度必须是16的倍数,如果不是16的倍数,就会出如下异常: 
javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.a(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)
要解决如上异常,可以通过补全传入加密内容等方式进行避免。
可以使用 javax.crypto 库中的 Cipher 类来实现 AES 加密解密。具体步骤如下: 1. 创建 Cipher 对象,指定加密解密模式,以及密钥和初始化向量(IV)。 2. 创建 SecretKeySpec 对象,将密钥转换为 AES 密钥。 3. 如果需要,创建 IvParameterSpec 对象,将初始化向量转换为 AES 初始化向量。 4. 调用 Cipher 对象的 init() 方法,传入加密解密模式、密钥和初始化向量。 5. 调用 Cipher 对象的 doFinal() 方法,传入要加密解密的数据,返回加密解密后的结果。 需要注意的是,AES 加密解密的密钥长度必须为 16、24 或 32 字节,而初始化向量长度必须为 16 字节。另外,加密解密时使用的密钥和初始化向量必须相同。 示例代码如下: ```java import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; public class AesUtil { private static final String ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS5Padding"; private static final String CHARSET = "UTF-8"; public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM); SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES"); IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivSpec); return cipher.doFinal(data); } public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM); SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES"); IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivSpec); return cipher.doFinal(data); } } ``` 使用示例: ```java byte[] key = "0123456789abcdef".getBytes(CHARSET); byte[] iv = "0123456789abcdef".getBytes(CHARSET); byte[] data = "hello world".getBytes(CHARSET); byte[] encrypted = AesUtil.encrypt(data, key, iv); byte[] decrypted = AesUtil.decrypt(encrypted, key, iv); System.out.println(new String(encrypted, CHARSET)); // 输出加密后的数据 System.out.println(new String(decrypted, CHARSET)); // 输出解密后的数据 ```
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