AES 加密介绍

AES 加密简介

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）是一种对称加密算法，具有高安全性、速度快、适用于大数据量加密的特点。AES 使用 128、192 或 256 位密钥进行加密和解密，常用于存储敏感数据（如用户设置、设备配置、通信数据等）。

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为什么车载空调软件需要 AES 加密？

在车载座舱空调软件中，可能涉及用户隐私数据（如用户的空调温度设定、座椅加热偏好等），以及车载控制数据（如 CAN 总线传输的空调控制指令）。如果这些数据被恶意软件截取或篡改，可能会影响用户体验，甚至存在安全隐患。因此，我们可以使用 AES 加密存储用户数据，并在网络通信中加密敏感信息。

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Android 如何使用 AES 加密？

在 Android 开发中，可以使用 javax.crypto 提供的 API 进行 AES 加解密。以下是具体实现方法：

1. 依赖导入（可选）

如果你的 Android 版本较旧（API < 23），需要手动引入 BouncyCastle 作为加密提供者：

implementation 'org.bouncycastle:bcprov-jdk15on:1.68'

对于 API 23+ 的 Android 设备，javax.crypto 已经自带 AES 支持，无需额外依赖。

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2. AES 加密与解密的 Kotlin 代码

import android.util.Base64
import javax.crypto.Cipher
import javax.crypto.KeyGenerator
import javax.crypto.SecretKey
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec

object AESUtil {
    private const val AES_MODE = "AES/CBC/PKCS5Padding"  // AES模式
    private const val KEY_SIZE = 256  // AES密钥长度
    private const val IV_SIZE = 16  // CBC模式需要 16 字节 IV

    // 生成 AES 密钥
    fun generateAESKey(): SecretKey {
        val keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES")
        keyGenerator.init(KEY_SIZE)
        return keyGenerator.generateKey()
    }

    // 加密
    fun encrypt(input: String, secretKey: SecretKey, iv: ByteArray): String {
        val cipher = Cipher.getInstance(AES_MODE)
        val secretKeySpec = SecretKeySpec(secretKey.encoded, "AES")
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, IvParameterSpec(iv))
        val encryptedBytes = cipher.doFinal(input.toByteArray(Charsets.UTF_8))
        return Base64.encodeToString(encryptedBytes, Base64.NO_WRAP)  // Base64 编码
    }

    // 解密
    fun decrypt(encryptedData: String, secretKey: SecretKey, iv: ByteArray): String {
        val cipher = Cipher.getInstance(AES_MODE)
        val secretKeySpec = SecretKeySpec(secretKey.encoded, "AES")
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, IvParameterSpec(iv))
        val decodedBytes = Base64.decode(encryptedData, Base64.NO_WRAP)
        return String(cipher.doFinal(decodedBytes), Charsets.UTF_8)
    }

    // 生成 16 字节 IV
    fun generateIV(): ByteArray {
        return ByteArray(IV_SIZE).apply { java.security.SecureRandom().nextBytes(this) }
    }
}

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3. 使用 AES 进行加密存储

在车载空调软件中，我们可以将用户空调设置加密后存入 SharedPreferences 或 Room 数据库。例如：

① 存储加密的用户数据

val secretKey = AESUtil.generateAESKey()  // 生成密钥（实际使用时应存储密钥）
val iv = AESUtil.generateIV()  // 生成 IV
val encryptedData = AESUtil.encrypt("22°C", secretKey, iv)  // 加密空调温度设定

val sharedPreferences = context.getSharedPreferences("AirConditionSettings", Context.MODE_PRIVATE)
sharedPreferences.edit().putString("temperature", encryptedData).apply()

② 读取并解密数据

val encryptedData = sharedPreferences.getString("temperature", null)
if (encryptedData != null) {
    val decryptedData = AESUtil.decrypt(encryptedData, secretKey, iv)
    println("解密后的温度设定：$decryptedData")  // 输出："22°C"
}

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AES 在 Retrofit 网络通信中的应用

如果你的空调系统通过网络（如 WiFi、4G）与服务器通信，可以使用 AES 加密敏感数据，确保通信安全。例如：

1. 在 Retrofit 发送加密请求

interface ApiService {
    @POST("/sendData")
    suspend fun sendEncryptedData(@Body requestBody: RequestBody): Response<ResponseBody>
}

// 加密 JSON 并发送
val json = "{\"temperature\": \"22°C\", \"fanSpeed\": \"3\"}"
val encryptedJson = AESUtil.encrypt(json, secretKey, iv)
val requestBody = RequestBody.create(MediaType.parse("application/json"), encryptedJson)

val apiService = Retrofit.Builder()
    .baseUrl("https://car-server.com")
    .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
    .build()
    .create(ApiService::class.java)

val response = apiService.sendEncryptedData(requestBody)

2. 服务器解密数据

后端使用 AES-256 解密，然后解析 JSON 进行处理。

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总结

在车载座舱空调软件中，AES 加密可以用于：

1. 存储加密：

   • 保护用户空调设定，防止数据被篡改或泄露。
   • 可以安全地存入 SharedPreferences 或 Room 数据库。

2. 网络通信加密：

   • 在 Retrofit + OkHttp 请求中对敏感数据进行加密，防止数据被中间人攻击（MITM）。

3. 提升数据安全性：

   • AES-256 是行业标准，适用于车载应用的隐私保护。

这样做不仅符合数据安全规范，还能增强车载应用的安全性。