常见的加密和解密算法—AES

Posted 2020-09-11 平常心

一、AES加密概述

　　高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称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。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

　　Rijndael密码的设计力求满足以下3条标准：

　　① 抵抗所有已知的攻击。

　　② 在多个平台上速度快，编码紧凑。

　　③ 设计简单。

　　当前的大多数分组密码，其轮函数是Feistel结构。

　　Rijndael没有这种结构。

　　Rijndael轮函数是由3个不同的可逆均匀变换

 

　　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加密数据块分组长度必须为128比特，密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个（如果数据块及密钥长度不足时，会补齐）。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。

 

　 AES 是对称的加密算法（PS：对称加密就是加密用的密码和解密用的密码是一样的，非对称就是加密和解密用的密钥不一样）

    AES是替代DES的新的加密标准，不能说是最安全的，比如采用非对称加密时，安全系数会更高的。

    非对称加密的加密因子与解密因子是不同的，可以实现更高强度的加密，比如现在的数字证书就会采用这个模型，但是它的运算速度相对较慢。

    

 

    参考链接：AES加密和解密参考链接

 

 

二、Java实现AES加密解密

1、AES加密和解密 使用java自带jar包即可，无需另外单独引入其它jar

 

2、AES加密和解密使用代码

 

 

package demo.security;

import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import java.util.Scanner;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/*
 * AES对称加密和解密
 */
public class SymmetricEncoder {
  /*
   * 加密
   * 1.构造密钥生成器
   * 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
   * 3.产生密钥
   * 4.创建和初始化密码器
   * 5.内容加密
   * 6.返回字符串
   */
    public static String AESEncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
          //10.将加密后的数据转换为字符串
            //这里用Base64Encoder中会找不到包
            //解决办法：
            //在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
          //11.将字符串返回
            return AES_encode;
        } 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();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有错就返加nulll
        return null;         
    }
    /*
     * 解密
     * 解密过程：
     * 1.同加密1-4步
     * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组
     * 3.将加密内容解密
     */
    public static String AESDncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组
            byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content);
            /*
             * 解密
             */
            byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content);
            String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8");
            return AES_decode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有错就返加nulll
        return null;         
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        SymmetricEncoder se=new SymmetricEncoder();
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        /*
         * 加密
         */
        System.out.println("使用AES对称加密，请输入加密的规则");
        String encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("请输入要加密的内容:");
        String content = scanner.next();
        System.out.println("根据输入的规则"+encodeRules+"加密后的密文是:"+se.AESEncode(encodeRules, content));
       
        /*
         * 解密
         */
        System.out.println("使用AES对称解密，请输入加密的规则：(须与加密相同)");
         encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("请输入要解密的内容（密文）:");
         content = scanner.next();
        System.out.println("根据输入的规则"+encodeRules+"解密后的明文是:"+se.AESDncode(encodeRules, content));
    }

}

 

 

输出结果：

使用AES对称加密，请输入加密的规则
使用AES对称加密
请输入要加密的内容:
使用AES对称加密
根据输入的规则使用AES对称加密加密后的密文是:Z0NwrNPHghgXHN0CqjLS58YCjhMcBfeR33RWs7Lw+AY=
使用AES对称解密，请输入加密的规则：(须与加密相同)
使用AES对称加密
请输入要解密的内容（密文）:
Z0NwrNPHghgXHN0CqjLS58YCjhMcBfeR33RWs7Lw+AY=
根据输入的规则使用AES对称加密解密后的明文是:使用AES对称加密

 

代码参考链接：http://www.cnblogs.com/liunanjava/p/4297854.html 

 

常见加密工具参考链接：

1、常见的加密和解密算法—MD5

2、常见的加密和解密算法—BASE64

3、常见的加密和解密算法—DES

4、常见的加密和解密算法—AES