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。
MD5加密算法:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78042596
Base64加密解密:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78042715
异或加密解密:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78042802
DES加密解密:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78042908
AES自动生成base64密钥加密解密:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78043000
AES加密解密(ECB模式):http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78043098
AES加密解密(CBC模式):http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78043169
非对称RSA加密解密:http://blog.csdn.net/huangxiaoguo1/article/details/78043354
密码说明
严格地说,AES和Rijndael加密法并不完全一样(虽然在实际应用中二者可以互换),因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥长度:AES的区块长度固定为128
比特,密钥长度则可以是128,192或256比特;而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位的整数倍,以128位为下限,256比特为上限。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。
大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作,这个矩阵又称为“状态(state)”,其初值就是一个明文区块(矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte)。(Rijndael加密法因支持更大的区块,其矩阵行数可视情况增加)加密时,各轮AES加密循环(除最后一轮外)均包含4个步骤:
AddRoundKey — 矩阵中的每一个字节都与该次轮秘钥(round key)做XOR运算;每个子密钥由密钥生成方案产生。
SubBytes — 通过非线性的替换函数,用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。 ShiftRows —
将矩阵中的每个横列进行循环式移位。 MixColumns — 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。
最后一个加密循环中省略MixColumns步骤,而以另一个AddRoundKey取代。
加密标准
对称密码体制的发展趋势将以分组密码为重点。分组密码算法通常由密钥扩展算法和加密(解密)算法两部分组成。密钥扩展算法将b字节用户主密钥扩展成r个子密钥。加密算法由一个密码学上的弱函数f与r个子密钥迭代r次组成。混乱和密钥扩散是分组密码算法设计的基本原则。抵御已知明文的差分和线性攻击,可变长密钥和分组是该体制的设计要点。
AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。
AES的基本要求是,采用对称分组密码体制,密钥的长度最少支持为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.
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。
效果
代码
AES128Activity
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.text.TextUtils;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import tsou.com.encryption.R;
import tsou.com.encryption.aes128.AlgorithmUtil;
/**
* 自动生成base64密钥
*/
public class AES128Activity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
private EditText encryptionContext;
private Button encryption;
private TextView tvEncryption;
private Button decode;
private TextView tvDecode;
private Activity mActivity;
private Context mContext;
private byte[] encoded;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_aes);
mActivity = this;
mContext = this;
encryptionContext = (EditText) findViewById(R.id.et_encryption_context);
encryption = (Button) findViewById(R.id.btn_encryption);
tvEncryption = (TextView) findViewById(R.id.tv_encryption);
decode = (Button) findViewById(R.id.btn_decode);
tvDecode = (TextView) findViewById(R.id.tv_decode);
initListener();
}
private void initListener() {
encryption.setOnClickListener(this);
decode.setOnClickListener(this);
}
@Override
public void onClick(View view) {
switch (view.getId()) {
case R.id.btn_encryption://加密
String encryptionString = encryptionContext.getText().toString().trim();
if (TextUtils.isEmpty(encryptionString)) {
Toast.makeText(mContext, "请输入加密内容", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
try {
String hexKey = new AlgorithmUtil().getAESKey();
// 注意,这里的encoded是不能强转成string类型字符串的
encoded = AlgorithmUtil.getAESEncode(hexKey, encryptionString);
tvEncryption.setText(hexKey);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
break;
case R.id.btn_decode://解密
String decodeString = tvEncryption.getText().toString().trim();
if (TextUtils.isEmpty(decodeString)) {
Toast.makeText(mContext, "请先加密", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
try {
byte[] decoded = AlgorithmUtil.getAESDecode(decodeString, encoded);
tvDecode.setText(new String(decoded));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
break;
}
}
}
AlgorithmUtil
package tsou.com.encryption.aes128;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public class AlgorithmUtil {
public final static String ENCODING = "UTF-8";
/**
* 将二进制转换成16进制
*
* @param buf
* @return
*/
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();
}
/**
* 将16进制转换为二进制
*
* @param hexStr
* @return
*/
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;
}
/**
* 生成密钥
* 自动生成base64 编码后的AES128位密钥
*
* @throws //NoSuchAlgorithmException
* @throws //UnsupportedEncodingException
*/
public static String getAESKey() throws Exception {
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("AES");
kg.init(128);//要生成多少位,只需要修改这里即可128, 192或256
SecretKey sk = kg.generateKey();
byte[] b = sk.getEncoded();
return parseByte2HexStr(b);
}
/**
* AES 加密
*
* @param base64Key base64编码后的 AES key
* @param text 待加密的字符串
* @return 加密后的byte[] 数组
* @throws Exception
*/
public static byte[] getAESEncode(String base64Key, String text) throws Exception {
byte[] key = parseHexStr2Byte(base64Key);
SecretKeySpec sKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sKeySpec);
byte[] bjiamihou = cipher.doFinal(text.getBytes(ENCODING));
return bjiamihou;
}
/**
* AES解密
*
* @param base64Key base64编码后的 AES key
* @param text 待解密的字符串
* @return 解密后的byte[] 数组
* @throws Exception
*/
public static byte[] getAESDecode(String base64Key, byte[] text) throws Exception {
byte[] key = parseHexStr2Byte(base64Key);
SecretKeySpec sKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sKeySpec);
byte[] bjiemihou = cipher.doFinal(text);
return bjiemihou;
}
}
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