Java實現AES加密

一）什麼是AES？

高級加密標準（英語：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），是一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經被多方分析且廣爲全世界所使用。

那麼爲何原來的DES會被取代呢，，緣由就在於其使用56位密鑰，比較容易被破解。而AES能夠使用12八、19二、和256位密鑰，而且用128位分組加密和解密數據，相對來講安全不少。完善的加密算法在理論上是沒法破解的，除非使用窮盡法。使用窮盡法破解密鑰長度在128位以上的加密數據是不現實的，僅存在理論上的可能性。統計顯示，即便使用目前世界上運算速度最快的計算機，窮盡128位密鑰也要花上幾十億年的時間，更不用說去破解採用256位密鑰長度的AES算法了。

目前世界上還有組織在研究如何攻破AES這堵堅厚的牆，可是由於破解時間太長，AES獲得保障，可是所用的時間不斷縮小。隨着計算機計算速度的增快，新算法的出現，AES遭到的攻擊只會愈來愈猛烈，不會中止的。

AES如今普遍用於金融財務、在線交易、無線通訊、數字存儲等領域，經受了最嚴格的考驗，但說不定哪天就會步DES的後塵。

二）AES加密解密

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對稱加密和解密
 */
public class SymmetricEncoder {
  /*
   * 加密
   * 1.構造密鑰生成器
   * 2.根據ecnodeRules規則初始化密鑰生成器
   * 3.產生密鑰
   * 4.建立和初始化密碼器
   * 5.內容加密
   * 6.返回字符串
   */
    public static String AESEncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.構造密鑰生成器，指定爲AES算法,不區分大小寫
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根據ecnodeRules規則初始化密鑰生成器
            //生成一個128位的隨機源,根據傳入的字節數組
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.產生原始對稱密鑰
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.得到原始對稱密鑰的字節數組
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根據字節數組生成AES密鑰
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根據指定算法AES自成密碼器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密碼器，第一個參數爲加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操做，第二個參數爲使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.獲取加密內容的字節數組(這裏要設置爲utf-8)否則內容中若是有中文和英文混合中文就會解密爲亂碼
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根據密碼器的初始化方式--加密：將數據加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
          //10.將加密後的數據轉換爲字符串
            //這裏用Base64Encoder中會找不到包
            //解決辦法：
            //在項目的Build path中先移除JRE System Library，再添加庫JRE System Library，從新編譯後就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
          //11.將字符串返回
            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();
        }
        
        //若是有錯就返加nulll
        return null;         
    }
    /*
     * 解密
     * 解密過程：
     * 1.同加密1-4步
     * 2.將加密後的字符串反紡成byte[]數組
     * 3.將加密內容解密
     */
    public static String AESDncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.構造密鑰生成器，指定爲AES算法,不區分大小寫
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根據ecnodeRules規則初始化密鑰生成器
            //生成一個128位的隨機源,根據傳入的字節數組
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.產生原始對稱密鑰
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.得到原始對稱密鑰的字節數組
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根據字節數組生成AES密鑰
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根據指定算法AES自成密碼器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密碼器，第一個參數爲加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操做，第二個參數爲使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.將加密並編碼後的內容解碼成字節數組
            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();
        }
        
        //若是有錯就返加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對稱加密，請輸入加密的規則");
        String encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("請輸入要加密的內容:");
        String content = scanner.next();
        System.out.println("根據輸入的規則"+encodeRules+"加密後的密文是:"+se.AESEncode(encodeRules, content));
       
        /*
         * 解密
         */
        System.out.println("使用AES對稱解密，請輸入加密的規則：(須與加密相同)");
         encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("請輸入要解密的內容（密文）:");
         content = scanner.next();
        System.out.println("根據輸入的規則"+encodeRules+"解密後的明文是:"+se.AESDncode(encodeRules, content));
    }

}

三）測試結果

使用AES對稱加密，請輸入加密的規則
使用AES對稱加密
請輸入要加密的內容:
使用AES對稱加密
根據輸入的規則使用AES對稱加密加密後的密文是:Z0NwrNPHghgXHN0CqjLS58YCjhMcBfeR33RWs7Lw+AY=
使用AES對稱解密，請輸入加密的規則：(須與加密相同)
使用AES對稱加密
請輸入要解密的內容（密文）:
Z0NwrNPHghgXHN0CqjLS58YCjhMcBfeR33RWs7Lw+AY=
根據輸入的規則使用AES對稱加密解密後的明文是:使用AES對稱加密