java实现AES加密解密

Posted 2020-08-15 _空心菜

Java 加密解密之对称加密算法AES

 （说明：转载于xiaowei2012缘的博客，原文地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_b15639e00101st9t.html）

 

密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。

 

AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一种密码算法RIJNDAEL 作为 AES. 　　在应用方面，尽管DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用，为提高安全强度，通常使用独立密钥的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。流密码体制较之分组密码在理论上成熟且安全，但未被列入下一代加密标准。 　　

AES加密数据块和密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个。

AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：

1、密钥扩展（KeyExpansion），

2、初始轮（Initial Round），

3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，

4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。

 

JDK对DESede算法的支持

密钥长度：128位
工作模式：ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式：Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/

AES加密解密的java实现：

 

package com.kongxincai.encanddec;

import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class AESCoder {

   private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
   private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";//默认的加密算法

   public static byte[] initSecretKey() {

       //返回生成指定算法密钥生成器的 KeyGenerator 对象
       KeyGenerator kg = null;
       try {
           kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
       } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
           e.printStackTrace();
           return new byte[0];
       }
       //初始化此密钥生成器，使其具有确定的密钥大小
       //AES 要求密钥长度为 128
       kg.init(128);
       //生成一个密钥
       SecretKey  secretKey = kg.generateKey();
       return secretKey.getEncoded();
   }

   private static Key toKey(byte[] key){
       //生成密钥
       return new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);
   }

   public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
       return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
   }

   public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
       return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
   }

   public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
       //还原密钥
       Key k = toKey(key);
       return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);
   }

   public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
       //实例化
       Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
       //使用密钥初始化，设置为加密模式
       cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
       //执行操作
       return cipher.doFinal(data);
   }

   public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
       return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
   }

   public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
       return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
   }

   public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
       //还原密钥
       Key k = toKey(key);
       return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);
   }

   public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
       //实例化
       Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
       //使用密钥初始化，设置为解密模式
       cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
       //执行操作
       return cipher.doFinal(data);
   }

   private static String  showByteArray(byte[] data){
       if(null == data){
           return null;
       }
       StringBuilder sb = new StringBuilder("{");
       for(byte b:data){
           sb.append(b).append(",");
       }
       sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
       sb.append("}");
       return sb.toString();
   }

   public static void main(String[] args) throws Exception {
       byte[] key = initSecretKey();
       System.out.println("key："+showByteArray(key));
       Key k = toKey(key); //生成秘钥
       String data ="AES数据";
       System.out.println("加密前数据: string:"+data);
       System.out.println("加密前数据: byte[]:"+showByteArray(data.getBytes()));
       System.out.println();
       byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), k);//数据加密
       System.out.println("加密后数据: byte[]:"+showByteArray(encryptData));
//       System.out.println("加密后数据: hexStr:"+Hex.encodeHexStr(encryptData));
       System.out.println();
       byte[] decryptData = decrypt(encryptData, k);//数据解密
       System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));
       System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));
   }
}