java加密算法之对称加密算法AES

AES（Advanced Encryption Standard）是美国联邦政府采用的一种对称加密标准，它在2001年取代了DES成为新的加密标准。AES是由比利时密码学家Vincent Rijmen和Joan Daemen共同提出的，其原名为Rijndael加密算法。

AES的特点：

1. 安全性高：AES是目前最安全的加密算法之一，能够抵抗已知的所有攻击方法。
2. 高效性：AES算法运算速度快，资源消耗低，适合各种硬件和软件实现。
3. 灵活性：AES的密钥长度可以是128位、192位或256位，可以根据不同的安全性需求选择合适的密钥长度。
4. 易于实现：AES算法结构清晰，易于在各种平台上实现。

AES的工作模式：

AES有五种标准的工作模式：

1. ECB（Electronic Codebook） ：电子密码本模式，每一块数据都使用相同的密钥和相同的算法进行加密。
2. CBC（Cipher Block Chaining） ：密码块链模式，前一个加密块的输出将影响下一个加密块的输出。
3. CFB（Cipher Feedback） ：密文反馈模式，前一个密文块将加密以产生下一个密文块。
4. OFB（Output Feedback） ：输出反馈模式，将加密算法的输出反馈到下一个加密过程中。
5. CTR（Counter） ：计数器模式，使用一个计数器来生成下一个密钥流块。

AES在Java中的使用：

在Java中，可以使用javax.crypto包中的类来实现AES加密和解密。以下是一个简单的AES加密和解密的例子：

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;


public class AESUtil {
private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";

/**
* 指定随机字符串（密码）生成密钥
*
* @param randomKey 加解密的密码
* @throws Exception
/
public static byte[] getSecretKey(String randomKey) throws Exception {
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM); //秘钥生成器，指定秘钥算法

//初始化此密钥生成器，指定AES的秘钥长度为128
if (StringUtils.isBlank(randomKey)) {   //不指定密码
keyGenerator.init(128);
} else {    //指定密码
SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
random.setSeed(randomKey.getBytes());
keyGenerator.init(128, random);
}

SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();   //生成密钥
return secretKey.getEncoded();
}

/*
* 加密
*
* @param data 待加密数据
* @param key  密钥
* @return byte[]   加密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] encrypt(byte[] data, Key key) throws Exception {
return encrypt(data, key, DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
}

/*
* 加密
*
* @param data 待加密数据
* @param key  二进制密钥
* @return byte[]   加密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
return encrypt(data, key, DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
}

/*
* 加密
*
* @param data            待加密数据
* @param key             二进制密钥
* @param cipherAlgorithm 加密算法/工作模式/填充方式
* @return byte[]   加密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key, String cipherAlgorithm) throws Exception {
Key k = toKey(key);
return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);
}

/*
* 加密
*
* @param data            待加密数据
* @param key             密钥
* @param cipherAlgorithm 加密算法/工作模式/填充方式
* @return byte[]   加密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] encrypt(byte[] data, Key key, String cipherAlgorithm) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);    //获取算法
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);                  //设置加密模式，并指定秘钥
return cipher.doFinal(data);                            //加密数据
}

/*
* 解密
*
* @param data 待解密数据
* @param key  二进制密钥
* @return byte[]   解密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
return decrypt(data, key, DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
}

/*
* 解密
*
* @param data 待解密数据
* @param key  密钥
* @return byte[]   解密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] decrypt(byte[] data, Key key) throws Exception {
return decrypt(data, key, DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
}

/*
* 解密
*
* @param data            待解密数据
* @param key             二进制密钥
* @param cipherAlgorithm 加密算法/工作模式/填充方式
* @return byte[]   解密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key, String cipherAlgorithm) throws Exception {
Key k = toKey(key);
return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);
}

/*
* 解密
*
* @param data            待解密数据
* @param key             密钥
* @param cipherAlgorithm 加密算法/工作模式/填充方式
* @return byte[]   解密数据
* @throws Exception
/
public static byte[] decrypt(byte[] data, Key key, String cipherAlgorithm) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);     //获取算法
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);                   //设置解密模式，并指定秘钥
return cipher.doFinal(data);                             //解密数据
}

/*
* 转换密钥
*
* @param secretKey 二进制密钥
* @return 密钥
*/
public static Key toKey(byte[] secretKey) {
return new SecretKeySpec(secretKey, KEY_ALGORITHM);   //生成密钥
}


public static void main(String[] args) throws Exception {
String password = "123456";     //加解密的密码
byte[] secretKey = getSecretKey(password);
Key key = toKey(secretKey);

String data = "AES 对称加密算法";
System.out.println("明文 ：" + data);

byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), key);
String encryptDataHex = Hex.encodeHexString(encryptData);   //把密文转为16进制
System.out.println("加密 : " + encryptDataHex);

byte[] decryptData = decrypt(Hex.decodeHex(encryptDataHex.toCharArray()), key);
System.out.println("解密 : " + new String(decryptData));
}
}

pom.xml 增加依赖包：

     
commons-lang
commons-lang
2.6


org.apache.directory.studio
org.apache.commons.codec
1.8