Java实现AES加密

  • AES加密为对称加密算法,即加密和解密都使用同一个密钥进行。

AES是分组加密,就是说它将明文分成固定的分组,对固定大小的分组加密的算法。

  • AES每次处理128位的输入,但是一般的输入都不止128位的输入,所以一般我们要选择合适的模式。(即在编码中选择的模式)
    • 模式是将数据分组串起来从而使得任意数据都能被加密的算法
  • 填充: 填充的作用是在加密前将普通文本拓展到需要的长度,关键在于填充的数据能够在解密后正确的移除。

AES加密Java实现:

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class AESUtils {
    private static final String ENCRY_ALGORITHM = "AES";

    /**
     * 加密算法/加密模式/填充类型
     * 本例采用AES加密,ECB加密模式,PKCS5Padding填充
     */
    private static final String CIPHER_MODE = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    /**
     * 设置iv偏移量
     * 本例采用ECB加密模式,不需要设置iv偏移量
     */
    private static final String IV_ = null;

    /**
     * 设置加密字符集
     * 本例采用 UTF-8 字符集
     */
    private static final String CHARACTER = "UTF-8";

    /**
     * 设置加密密码处理长度。
     * 不足此长度补0;
     */
    private static final int PWD_SIZE = 16;


    /**
     * 密码处理方法(将String转换为byte[])
     * 如果加解密出问题,
     * 请先查看本方法,排除密码长度不足填充0字节,导致密码不一致
     *
     * @param password 待处理的密码
     * @return
     * @throws UnsupportedEncodingException
     */
    private static byte[] pwdHandler(String password) throws UnsupportedEncodingException {
        byte[] data = null;
        if (password != null) {
            byte[] bytes = password.getBytes(CHARACTER);
            if (password.length() < PWD_SIZE) {
                System.arraycopy(bytes, 0, data = new byte[PWD_SIZE], 0, bytes.length);
            } else {
                data = bytes;
            }
        }
        return data;
    }


    /**
     * 原始加密
     *
     * @param clearTextBytes 明文字节数组,待加密的字节数组
     * @param pwdBytes       加密密码字节数组
     * @return 返回加密后的密文字节数组,加密错误返回null
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] clearTextBytes, byte[] pwdBytes) {
        try {
            // 1 获取加密密钥
            SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(pwdBytes, ENCRY_ALGORITHM);

            // 2 获取Cipher实例
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_MODE);

            // 查看数据块位数 默认为16(byte) * 8 =128 bit
//            System.out.println("数据块位数(byte):" + cipher.getBlockSize());

            // 3 初始化Cipher实例。设置执行模式以及加密密钥
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);

            // 4 执行
            byte[] cipherTextBytes = cipher.doFinal(clearTextBytes);

            // 5 返回密文字符集
            return cipherTextBytes;

        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }


    public static byte[] decrypt(byte[] cipherTextBytes, byte[] pwdBytes) {

        try {
            // 1 获取解密密钥
            SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(pwdBytes, ENCRY_ALGORITHM);

            // 2 获取Cipher实例
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_MODE);

            // 查看数据块位数 默认为16(byte) * 8 =128 bit
//            System.out.println("数据块位数(byte):" + cipher.getBlockSize());

            // 3 初始化Cipher实例。设置执行模式以及加密密钥
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);

            // 4 执行
            byte[] clearTextBytes = cipher.doFinal(cipherTextBytes);

            // 5 返回明文字符集
            return clearTextBytes;

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 解密错误 返回null
        return null;
    }

    //======================>BASE64<======================

    /**
     * BASE64加密
     *
     * @param clearText 明文,待加密的内容
     * @param password  密码,加密的密码
     * @return 返回密文,加密后得到的内容。加密错误返回null
     */
    public static String encryptBase64(String clearText, String password) {
        try {
            // 1 获取加密密文字节数组
            byte[] cipherTextBytes = encrypt(clearText.getBytes(CHARACTER), pwdHandler(password));

            // 2 对密文字节数组进行BASE64 encoder 得到 BASE6输出的密文
            BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();
            String cipherText = base64Encoder.encode(cipherTextBytes);

            // 3 返回BASE64输出的密文
            return cipherText;
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 加密错误 返回null
        return null;
    }


    /**
     * BASE64解密
     *
     * @param cipherText 密文,带解密的内容
     * @param password   密码,解密的密码
     * @return 返回明文,解密后得到的内容。解密错误返回null
     */
    public static String decryptBase64(String cipherText, String password) {
        try {
            // 1 对 BASE64输出的密文进行BASE64 decodebuffer 得到密文字节数组
            BASE64Decoder base64Decoder = new BASE64Decoder();
            byte[] cipherTextBytes = base64Decoder.decodeBuffer(cipherText);

            // 2 对密文字节数组进行解密 得到明文字节数组
            byte[] clearTextBytes = decrypt(cipherTextBytes, pwdHandler(password));

            // 3 根据 CHARACTER 转码,返回明文字符串
            return new String(clearTextBytes, CHARACTER);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 解密错误返回null
        return null;
    }


    /**
     * HEX加密
     *
     * @param clearText 明文,待加密的内容
     * @param password  密码,加密的密码
     * @return 返回密文,加密后得到的内容。加密错误返回null
     */
    public static String encryptHex(String clearText, String password) {
        try {
            // 1 获取加密密文字节数组
            byte[] cipherTextBytes = encrypt(clearText.getBytes(CHARACTER), pwdHandler(password));

            // 2 对密文字节数组进行 转换为 HEX输出密文
            String cipherText = byte2hex(cipherTextBytes);

            // 3 返回 HEX输出密文
            return cipherText;
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 加密错误返回null
        return null;
    }

    /**
     * HEX解密
     *
     * @param cipherText 密文,带解密的内容
     * @param password   密码,解密的密码
     * @return 返回明文,解密后得到的内容。解密错误返回null
     */
    public static String decryptHex(String cipherText, String password) {
        try {
            // 1 将HEX输出密文 转为密文字节数组
            byte[] cipherTextBytes = hex2byte(cipherText);

            // 2 将密文字节数组进行解密 得到明文字节数组
            byte[] clearTextBytes = decrypt(cipherTextBytes, pwdHandler(password));

            // 3 根据 CHARACTER 转码,返回明文字符串
            return new String(clearTextBytes, CHARACTER);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 解密错误返回null
        return null;
    }

    /*字节数组转成16进制字符串  */
    public static String byte2hex(byte[] bytes) { // 一个字节的数,
        StringBuffer sb = new StringBuffer(bytes.length * 2);
        String tmp = "";
        for (int n = 0; n < bytes.length; n++) {
            // 整数转成十六进制表示
            tmp = (java.lang.Integer.toHexString(bytes[n] & 0XFF));
            if (tmp.length() == 1) {
                sb.append("0");
            }
            sb.append(tmp);
        }
        return sb.toString().toUpperCase(); // 转成大写
    }

    /*将hex字符串转换成字节数组 */
    private static byte[] hex2byte(String str) {
        if (str == null || str.length() < 2) {
            return new byte[0];
        }
        str = str.toLowerCase();
        int l = str.length() / 2;
        byte[] result = new byte[l];
        for (int i = 0; i < l; ++i) {
            String tmp = str.substring(2 * i, 2 * i + 2);
            result[i] = (byte) (Integer.parseInt(tmp, 16) & 0xFF);
        }
        return result;
    }

}

参考链接:AES模式和填充
【JAVA】AES加密 简单实现 AES-128/ECB/PKCS5Padding

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