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Java环境下的AES加密工具类是一个用于执行AES对称加密和解密操作的辅助类。AES,全称为Advanced Encryption Standard(高级加密标准),是一种广泛使用的对称加密算法。在AES加密中,加密与解密使用同一个密钥,这个密钥需要保密,且通常不会直接在网络上传输,以防泄露。

1. **特点**:
- 密钥单一:加密和解密都使用同一个密钥。
- 安全性:虽然相比非对称加密速度更快,但安全性相对较弱。如果存在许多用户,维护大量密码可能会不利于管理。
- 协商密钥:首次通信时,通信双方需通过安全渠道协商一个共同的密钥。面对面协商可能不现实,因此可能需要借助其他相对不安全的手段进行协商。

2. **实现方式**:
- Java原生类库提供了AES加密所需的所有功能,主要区别在于所采用的算法、密钥规范以及工作模式的不同。
- 可以使用ECB(电子密码本模式)或CBC(密码块链接模式)等不同的工作模式来实现AES加密。
- 在实际生产中,为了提高安全性,通常会结合RSA等非对称加密算法来加密AES的密钥,并通过网络传输给接收方。接收方解密得到AES密钥后,双方就可以使用该密钥进行通信。

3. **工具类代码**:
- 工具类通常包含生成AES密钥、获取SecretKey对象、AES加密字符串以及AES解密字符串等功能。
- 示例代码会涉及到Apache Commons Codec库中的Base64编码解码功能,以及Java Cryptography Architecture (JCA) 提供的相关加密解密类和方法。

在使用AES加密工具类时,需要注意密钥管理和保护,确保密钥不被未授权的第三方获取。同时,根据具体的应用场景选择合适的工作模式和填充方式,以符合安全需求。

以下是一个Java AES加密工具类的代码示例:

```java
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;

public class AESUtil {
    private static final String ALGORITHM = "AES";
    private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    /**
     * 使用AES算法进行加密
     * @param key 密钥,长度必须是16位
     * @param data 要加密的数据
     * @return 加密后的字符串
     */
    public static String encrypt(String key, String data) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    /**
     * 使用AES算法进行解密
     * @param key 密钥,长度必须是16位
     * @param encryptedData 要解密的字符串
     * @return 解密后的字符串
     */
    public static String decrypt(String key, String encryptedData) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedData);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
}
```

工具类提供了两个方法:`encrypt()`和`decrypt()`。其中,`encrypt()`方法用于将明文数据加密成密文,而`decrypt()`方法则用于将密文解密成明文。在这两个方法中,都使用了`SecretKeySpec`类来生成密钥对象,并使用`Cipher`类来进行加密和解密操作。同时,为了方便处理二进制数据,还使用了Java自带的Base64编码解码功能。

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