Java使用AES加密和解密

悠悠 2022-05-14 08:39 264阅读 0赞

**前言：**

**高级加密标准**（英语：**Advanced Encryption Standard**，缩写：**AES**），是一种区块加密标准。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.

那么为什么原来的DES会被取代呢，，原因就在于其使用56位密钥，比较容易被破解。而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，相对来说安全很多。完善的加密算法在理论上是无法破解的，除非使用穷尽法。使用穷尽法破解密钥长度在128位以上的加密数据是不现实的，仅存在理论上的可能性。统计显示，即使使用目前世界上运算速度最快的计算机，穷尽128位密钥也要花上几十亿年的时间，更不用说去破解采用256位密钥长度的AES算法了。

**正文：**

> ### AES加密 ###
> 
>     /**
>          * @Author with-her
>          * @Date 2018/9/5 11:11
>          * @Param [content, password]
>          * @return byte[]
>          * @Description:  AES加密字符串
>          **/
>         public static byte[] Encrypt(String content, String password) {
>             try {
>                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
>                 kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));// 利用用户密码作为随机数初始化出 128位的key生产者
>                                                                          //SecureRandom是生成安全随机数序列，password.getBytes()是种子，只要种子相同，序列就一样，所以解密只要有password就行
>                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
>                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥，如果此密钥不支持编码，则返回null
>                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥
>     
>                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
>                 byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
>                 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化为加密模式的密码器
>                 byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);// 加密
>     
>                 return result;
>     
>             } catch (NoSuchPaddingException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             } catch (UnsupportedEncodingException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             } catch (InvalidKeyException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             } catch (IllegalBlockSizeException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             } catch (BadPaddingException e) {
>                 e.printStackTrace();
>             }
>             return null;
>         }

> ### AES解密： ###
> 
>     /**
>          * @Author with-her
>          * @Date 2018/9/5 11:37
>          * @Param [content, password]
>          * @return byte[]
>          * @Description: 解密
>          **/
>         public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
>             try {
>                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
>                 kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
>                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
>                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
>                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥
>     
>                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
>                 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
>                 byte[] result = cipher.doFinal(content);
>                 return result; // 明文
>     
>             } 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;
>         }

> ### 测试： ###
> 
>     public static void main(String[] args) {
>             String content = "美女，约吗？";
>             String password = "123";
>             System.out.println("加密之前：" + content);
>     
>             // 加密
>             byte[] encrypt = AesTest.encrypt(content, password);
>             System.out.println("加密后的内容：" + new String(encrypt));
>             
>             // 解密
>             byte[] decrypt = AesTest.decrypt(encrypt, password);
>             System.out.println("解密后的内容：" + new String(decrypt));        
>         }
> 
> 结果：
> 
> 加密之前：美女，约吗？  
> 加密后的内容：P�d�g�K�3�g�����,Ꝏ?U納�  
> 解密后的内容：美女，约吗？
> 
> 可见，如果直接输出加密后的内容是一个乱码。我们需要把它的进制转换一下。

> ### 进制转换： ###
> 
>     /**
>          * @Author with-her
>          * @Date 2018/9/5 0005 14:39
>          * @Param buf
>          * @return String
>          * @Description: 将二进制转换成16进制
>          **/
>         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();
>         }
>     
>         /**
>          * @Author with-her
>          * @Date 2018/9/5 0005 14:38
>          * @Param hexStr
>          * @return byte[]
>          * @Description: 将16进制转换为二进制
>          **/
>         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;
>         }

> ### 再次测试 ###
> 
>     public static void main(String[] args) {
>             String content = "美女，约吗？";
>             String password = "123";
>             System.out.println("加密之前：" + content);
>             // 加密
>             byte[] encrypt = AesTest.encrypt(content, password);
>             System.out.println("加密后的内容：" + new String(encrypt));
>             
>             //如果想要加密内容不显示乱码，可以先将密文转换为16进制
>             String hexStrResult = ParseSystemUtil.parseByte2HexStr(encrypt);
>             System.out.println("16进制的密文："  + hexStrResult);
>             
>             //如果的到的是16进制密文，别忘了先转为2进制再解密
>             byte[] twoStrResult = ParseSystemUtil.parseHexStr2Byte(hexStrResult);
>                     
>             // 解密
>             byte[] decrypt = AesTest.decrypt(encrypt, password);
>             System.out.println("解密后的内容：" + new String(decrypt));    
>         }
> 
> 结果：
> 
> 加密之前：美女，约吗？  
> 加密后的内容：P�d�g�K�3�g�����,Ꝏ?U納�  
> 16进制的密文：50FE6401E867A34BD533FE67BB85EDABFED62CEA9D8E3F5516E7B48D01F21A5F  
> 解密后的内容：美女，约吗？

> ### 报错： ###
> 
> 据说有的人只能加密，不能解密，一解密就报错，但我没有遇到
> 
>     javax.crypto.BadPaddingException: Given final block not properly padded
>     at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:966)
>     at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:824)
>     at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(AESCipher.java:436)
>     at javax.crypto.Cipher.doFinal(Cipher.java:2165)
>     ...
> 
> 网上搜了一个解决方案，在这写下：
> 
> 在生成key的时候出现错误的，需要对生成key的代码进行修改。
> 
> **原代码：**
> 
>     //解密
>         public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
>             try {
>                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
>                 kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
>                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
>                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
>                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥
>     
>                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
>                 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
>                 byte[] result = cipher.doFinal(content);
>                 return result; // 明文
>     
>             } 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;
>         }
> 
> **修改后：**
> 
>     //解密
>         public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
>             try {
>                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
>                 
>                 SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
>                 random.setSeed(password.getBytes());
>     
>                 kgen.init(128, random);
>                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
>                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
>                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥
>     
>                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
>                 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
>                 byte[] result = cipher.doFinal(content);
>                 return result; // 明文
>     
>             } 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;
>         }
> 
> 是SecureRandom创建的方式不同而引起的错误。如果有遇到这样的问题，不妨试试

到此，AES的使用基本完成。欢迎留言交流  
参考文档：  
[https://www.jb51.net/article/118482.htm][https_www.jb51.net_article_118482.htm]

[https://www.cnblogs.com/vmax-tam/p/4624032.html][https_www.cnblogs.com_vmax-tam_p_4624032.html]

[http://www.cnblogs.com/zempty/p/4318902.html][http_www.cnblogs.com_zempty_p_4318902.html]

[https://blog.csdn.net/weixin\_40784851/article/details/78405245][https_blog.csdn.net_weixin_40784851_article_details_78405245]

[https_www.jb51.net_article_118482.htm]: https://www.jb51.net/article/118482.htm
[https_www.cnblogs.com_vmax-tam_p_4624032.html]: https://www.cnblogs.com/vmax-tam/p/4624032.html
[http_www.cnblogs.com_zempty_p_4318902.html]: http://www.cnblogs.com/zempty/p/4318902.html
[https_blog.csdn.net_weixin_40784851_article_details_78405245]: https://blog.csdn.net/weixin_40784851/article/details/78405245