JAVA實現AES加密

時間  2019-11-15
標籤 java 實現 aes 加密 欄目 Java 简体版
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1. 因子

       上次介紹了 《JAVA實現DES加密》，中間提到近些年DES使用愈來愈少，緣由就在於其使用56位密鑰，比較容易被破解，近些年來逐漸被AES替代，AES已經變成目前對稱加密中最流行算法之一；AES可使用12八、19二、和256位密鑰，而且用128位分組加密和解密數據。本文就簡單介紹如何經過JAVA實現AES加密。

2. JAVA實現

閒話少量，掠過AES加密原理及算法，關於這些直接搜索專業網站吧，咱們直接看JAVA的具體實現。

2.1 加密

代碼有詳細解釋，很少廢話。
  1. /** 
  2.  * 加密 
  3.  *  
  4.  * @param content 須要加密的內容 
  5.  * @param password  加密密碼 
  6.  * @return 
  7.  */  
  8. public static byte[] encrypt(String content, String password) {  
  9.         try {             
  10.                 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");  
  11.                 kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));  
  12.                 SecretKey secretKey = kgen.generateKey();  
  13.                 byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();  
  14.                 SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");  
  15.                 Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 建立密碼器   
  16.                 byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");  
  17.                 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化   
  18.                 byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);  
  19.                 return result; // 加密   
  20.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  21.                 e.printStackTrace();  
  22.         } catch (NoSuchPaddingException e) {  
  23.                 e.printStackTrace();  
  24.         } catch (InvalidKeyException e) {  
  25.                 e.printStackTrace();  
  26.         } catch (UnsupportedEncodingException e) {  
  27.                 e.printStackTrace();  
  28.         } catch (IllegalBlockSizeException e) {  
  29.                 e.printStackTrace();  
  30.         } catch (BadPaddingException e) {  
  31.                 e.printStackTrace();  
  32.         }  
  33.         return null;  
  34. }  

2.2 解密

代碼有詳細註釋，很少廢話
注意：解密的時候要傳入byte數組
  1. /**解密 
  2.  * @param content  待解密內容 
  3.  * @param password 解密密鑰 
  4.  * @return 
  5.  */  
  6. public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {  
  7.         try {  
  8.                  KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");  
  9.                  kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));  
  10.                  SecretKey secretKey = kgen.generateKey();  
  11.                  byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();  
  12.                  SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");              
  13.                  Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 建立密碼器   
  14.                 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化   
  15.                 byte[] result = cipher.doFinal(content);  
  16.                 return result; // 加密   
  17.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  18.                 e.printStackTrace();  
  19.         } catch (NoSuchPaddingException e) {  
  20.                 e.printStackTrace();  
  21.         } catch (InvalidKeyException e) {  
  22.                 e.printStackTrace();  
  23.         } catch (IllegalBlockSizeException e) {  
  24.                 e.printStackTrace();  
  25.         } catch (BadPaddingException e) {  
  26.                 e.printStackTrace();  
  27.         }  
  28.         return null;  
  29. }  

2.3 測試代碼

  1. String content = "test";  
  2. String password = "12345678";  
  3. //加密   
  4. System.out.println("加密前：" + content);  
  5. byte[] encryptResult = encrypt(content, password);  
  6. //解密   
  7. byte[] decryptResult = decrypt(encryptResult,password);  
  8. System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));  
輸出結果以下：
加密前：test
解密後：test

2.4 容易出錯的地方

可是若是咱們將測試代碼修改一下，以下：
  1. String content = "test";  
  2. String password = "12345678";  
  3. //加密   
  4. System.out.println("加密前：" + content);  
  5. byte[] encryptResult = encrypt(content, password);  
  6. try {  
  7.         String encryptResultStr = new String(encryptResult,"utf-8");  
  8.         //解密   
  9.         byte[] decryptResult = decrypt(encryptResultStr.getBytes("utf-8"),password);  
  10.         System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));  
  11. } catch (UnsupportedEncodingException e) {  
  12.         e.printStackTrace();  
  13. }  
則，系統會報出以下異常：
javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length must be multiple of 16 when decrypting with padded cipher
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)
這主要是由於加密後的byte數組是不能強制轉換成字符串的，換言之：字符串和byte數組在這種狀況下不是互逆的；要避免這種狀況，咱們須要作一些修訂，能夠考慮將二進制數據轉換成十六進制表示，主要有以下兩個方法：

2.4.1將二進制轉換成16進制

  1. /**將二進制轉換成16進制 
  2.  * @param buf 
  3.  * @return 
  4.  */  
  5. public static String parseByte2HexStr(byte buf[]) {  
  6.         StringBuffer sb = new StringBuffer();  
  7.         for (int i = 0; i < buf.length; i++) {  
  8.                 String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);  
  9.                 if (hex.length() == 1) {  
  10.                         hex = '0' + hex;  
  11.                 }  
  12.                 sb.append(hex.toUpperCase());  
  13.         }  
  14.         return sb.toString();  
  15. }  

2.4.2 將16進制轉換爲二進制

  1. /**將16進制轉換爲二進制 
  2.  * @param hexStr 
  3.  * @return 
  4.  */  
  5. public static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {  
  6.         if (hexStr.length() < 1)  
  7.                 return null;  
  8.         byte[] result = new byte[hexStr.length()/2];  
  9.         for (int i = 0;i< hexStr.length()/2; i++) {  
  10.                 int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2, i*2+1), 16);  
  11.                 int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2+1, i*2+2), 16);  
  12.                 result[i] = (byte) (high * 16 + low);  
  13.         }  
  14.         return result;  
  15. }  
而後，咱們再修訂以上測試代碼，以下：
  1. String content = "test";  
  2. String password = "12345678";  
  3. //加密   
  4. System.out.println("加密前：" + content);  
  5. byte[] encryptResult = encrypt(content, password);  
  6. String encryptResultStr = parseByte2HexStr(encryptResult);  
  7. System.out.println("加密後：" + encryptResultStr);  
  8. //解密   
  9. byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(encryptResultStr);  
  10. byte[] decryptResult = decrypt(decryptFrom,password);  
  11. System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));  
測試結果以下：
加密前：test
加密後：73C58BAFE578C59366D8C995CD0B9D6D
解密後：test
 

2.5 另一種加密方式

還有一種加密方式，你們能夠參考以下：
  1. /** 
  2.       * 加密 
  3.       * 
  4.       * @param content 須要加密的內容 
  5.       * @param password  加密密碼 
  6.       * @return 
  7.       */  
  8.      public static byte[] encrypt2(String content, String password) {  
  9.              try {  
  10.                      SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(password.getBytes(), "AES");  
  11.                      Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/NoPadding");  
  12.                      byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");  
  13.                      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化   
  14.                      byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);  
  15.                      return result; // 加密   
  16.              } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  17.                      e.printStackTrace();  
  18.              } catch (NoSuchPaddingException e) {  
  19.                      e.printStackTrace();  
  20.              } catch (InvalidKeyException e) {  
  21.                      e.printStackTrace();  
  22.              } catch (UnsupportedEncodingException e) {  
  23.                      e.printStackTrace();  
  24.              } catch (IllegalBlockSizeException e) {  
  25.                      e.printStackTrace();  
  26.              } catch (BadPaddingException e) {  
  27.                      e.printStackTrace();  
  28.              }  
  29.              return null;  
  30.      }  
這種加密方式有兩種限制
  • 密鑰必須是16位的
  • 待加密內容的長度必須是16的倍數，若是不是16的倍數，就會出以下異常：
javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.a(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)
要解決如上異常，能夠經過補全傳入加密內容等方式進行避免。
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