前言
文章字数比较多，可直接查看代码：源码地址，文中描述有误的地方欢迎各位大神指导。
一、对称加密算法简介
1.对称加密
采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
对称加密特点：
- 加密速度快，可以加密大文件。
- 密文可逆，一旦密钥文件泄漏，就会导致数据暴露。
- 加密后编码表找不到对应字符会出现乱码。
- 一般结合Base64使用。
2.加密模式
ECB
ECB（Electronic codebook）：电子密码本，需要加密的消息按照块密码的块大小被分为数个块，并对每个块进行独立加密。
- 优点 : 可以并行处理数据。
- 缺点 : 同样的原文生成同样的密文，不能很好的保护数据。
CBC
CBC（Cipher-block chaining）：密码块链接，每个明文块先与前一个密文块进行异或，然后再进行加密，在这种方法中，每个密文块都依赖于它前面的所有明文块。
- 优点 : 同样的原文生成的密文不一样。
- 缺点 : 串行处理数据。
3.填充模式
当需要按块处理的数据，数据长度不符合块处理需求时，按照一定的方法填充满块长的规则。
NoPadding
- 不填充，在AES加密算法下，要求原文长度必须是16byte的整数倍。
PKCS5Padding
二、AES 加解密代码实例
1.生成 AES 密钥
- AES 密钥长度默认只支持128、192、256 这三种长度，不合法的密钥长度程序会抛出异常。
- 生成 AES 密钥时会使用到随机数生成器，可以指定不同的随机数算法，也可以在创建随机数生成器时指定 seed。
- 初始化算法生成器时，如果不指定随机数生成器默认使用 new SecureRandom()。
代码如下：
public static SecretKey generateAESKey(int keysize) {
try {
// 校验密钥长度
if (keysize != AES_KEY_SIZE_128 && keysize != AES_KEY_SIZE_192 && keysize != AES_KEY_SIZE_256) {
keysize = AES_KEY_SIZE_128;
}
// 创建安全随机数生成器（SHA1PRNG）
SecureRandom random = SecureRandom.getInstance(RNG_ALGORITHM);
// 创建 AES 算法生成器（AES）
KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance(AES_ALGORITHM);
// 初始化算法生成器
generator.init(keysize, random);
return generator.generateKey();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
2.AES 加解密
TODO
代码如下：
/**
* AES 加密
*
* @param aseKey 密钥
* @param plain 加密原文
* @return 密文
*/
public static byte[] aesEncrypt(byte[] aseKey, byte[] plain) {
try {
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(aseKey, AES_ALGORITHM);
// AES
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(plain);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* AES 解密
*
* @param aseKey AES 密钥
* @param encrypted 解密密文
* @return 原文
*/
public static byte[] aesDecrypt(byte[] aseKey, byte[] encrypted) {
try {
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(aseKey, AES_ALGORITHM);
// AES
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(encrypted);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
3.AES + nonce 加解密
注意在使用 nonce 时，nonce 的长度不能超过 128，不然程序会抛出异常。
代码如下：
/**
* AES 加密
*
* @param aseKey AES 密钥
* @param plain 加密原文
* @param nonce 随机值
* @return 密文
*/
public static byte[] aesEncrypt(byte[] aseKey, byte[] plain, byte[] nonce) {
try {
// AES
SecretKey secretKeySpec = new SecretKeySpec(aseKey, AES_ALGORITHM);
// 获取 AES 密码器（AES/GCM/PKCS5Padding）
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_GCM_ALGORITHM);
GCMParameterSpec zeroIv = new GCMParameterSpec(128, nonce);
// 初始化密码器（加密模型）
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, zeroIv);
return cipher.doFinal(plain);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* AES 解密
*
* @param aseKey AES 密钥
* @param encrypted 解密密文
* @param nonce 随机值
* @return 原文
*/
public static byte[] aesDecrypt(byte[] aseKey, byte[] encrypted, byte[] nonce) {
try {
// AES
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(aseKey, AES_ALGORITHM);
// 获取 AES 密码器（AES/GCM/PKCS5Padding）
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_GCM_ALGORITHM);
GCMParameterSpec zeroIv = new GCMParameterSpec(128, nonce);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, zeroIv);
return cipher.doFinal(encrypted);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 获取随机值
*
* @param len 随机值长度
* @return
*/
public static byte[] generatorNonce(int len) {
byte[] values = new byte[len];
SecureRandom random = new SecureRandom();
random.nextBytes(values);
return values;
}
