JAVA AES算法

時間 2019-12-23

標籤 java aes 算法欄目 Java 简体版

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一.前言html

AES(Advanced Encryption Standard)，高級加密標準，是美國政府用於替換DES的一種加密算法標準，Java SDK中包含了部分AES的實現，但javadoc對於算法的描述很是少，本文將解釋Java AES實現的使用和原理。java

二.示例代碼算法

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public class AesECB {
    public static byte[] Encrypt(byte[] text, byte[] key) throws Exception {
        SecretKeySpec aesKey = new SecretKeySpec(key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding"); // default, same as "AES"
        // Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); // same as above
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, aesKey);
        return cipher.doFinal(text);
    }
    public static byte[] Decrypt(byte[] text, byte[] key) throws Exception {
        SecretKeySpec aesKey = new SecretKeySpec(key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, aesKey);
        return cipher.doFinal(text);
    }
    public static String bytes2hex(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            String temp = (Integer.toHexString(bytes[i] & 0XFF));
            if (temp.length() == 1) {
                temp = "0" + temp;
            }
            sb.append(temp);
            sb.append(" ");
        }
        return sb.toString().toUpperCase();
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String key = args[0];
            String text = args[1];
            System.out.printf("text   : %s\n", bytes2hex(text.getBytes()));
            byte[] enc = AesECB.Encrypt(text.getBytes(), key.getBytes());
            System.out.printf("encrypt: %s\n", bytes2hex(enc));
            byte[] dec =  AesECB.Decrypt(enc, key.getBytes());
            System.out.printf("decrypt: %s\n", bytes2hex(dec));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三.代碼分析api

JDK AES加密主要是幾個步驟：oracle

1.key變換app

將傳入的明文key作變換，AES的key固定爲128bit，但變換後的key爲加密位數的一倍，128bit的加密變換後key爲256bit。注意加密和解密的key變換不同。ide

2.加密解密函數

選擇加密的模式和補齊填充方法生成加密實例，加密獲得密文。ui

四.密碼塊工做模式編碼

塊密碼工做模式(Block cipher mode of operation)，是對於按塊處理密碼的加密方式的一種擴充，不單單適用於AES，包括DES, RSA等加密方法一樣適用。

名稱	英文	全名	方法	優勢	缺點
ECB	Electronic codebook	電子密碼本	每塊獨立加密	1.分塊能夠並行處理	1.一樣的原文獲得相同的密文，容易被***
CBC	Cipher-block chaining	密碼分組連接	每塊加密依賴於前一塊的密文	1.一樣的原文獲得不一樣的密文 2.原文微小改動影響後面所有密文	1.加密須要串行處理 2.偏差傳遞
PCBC	Propagating cipher-block chaining	填充密碼塊連接	CBC的擴種，較少使用	1.一樣的原文獲得不一樣的密文 2.互換兩個鄰接的密文塊不會對後續塊的解密形成影響	1.加密須要串行處理
CFB	Cipher feedback	密文反饋
OFB	Output feedback	輸出反饋模式	加密後密文與原文異或XOR		1.可以對密文進行校驗
CTR	Counter mode	計數器模式	增長一個序列函數對全部密文快作XOR

五.填充

填充(Padding)，是對須要按塊處理的數據，當數據長度不符合塊處理需求時，按照必定方法填充滿塊長的一種規則。

名稱	方法	示例
Zero padding	最多見的方式，全填充0x00	AA AA AA AA 00 00 00 00
ANSI X.923	Zero的改進，最後一個字節爲填充字節個數	AA AA AA AA 00 00 00 04
ISO 10126	隨機填充	AA AA AA AA 81 A6 23 04
PKCS7	ANSI X.923的變體填充1個字符就全0x01 填充2個字符就全0x02 不須要填充就增長一個塊，填充塊長度，塊長爲8就填充0x08，塊長爲16就填充0x10	AA AA AA AA AA AA AA 01 AA AA AA AA 04 04 04 04 AA AA AA AA AA AA AA AA 08 08 08 08 08 08 08 08
ISO/IEC 7816-4	以0x80開始做爲填充開始標記，後續全填充0x00	AA AA AA AA AA AA AA 80 AA AA AA AA 80 00 00 00