AES 加解密前后台 Java JS

作者: KouKuma | 来源:发表于2020-11-26 10:40 被阅读0次

简介

AES是一种对称加密方式，对称加密是最快速、最简单的一种加密方式，加密(encryption)与解密(decryption)用的是同样的密钥(secret key)。
对称加密通常使用的是相对较小的密钥，一般小于256 bit。因为密钥越大，加密越强，但加密与解密的过程越慢。

加密标准

AES为分组密码，分组密码也就是把明文分成一组一组的，每组长度相等，每次加密一组数据，直到加密完整个明文。在AES标准规范中，分组长度只能是128位，也就是说，每个分组为16个字节（每个字节8位）。密钥的长度可以使用128位、192位或256位。密钥的长度不同，推荐加密轮数也不同，如下表所示：

AES	密钥长度（32位比特字)	分组长度(32位比特字)	加密轮数
AES-128	4	4	10
AES-192	6	4	12
AES-256	8	4	14

Java后端实现(128位)

导入依赖:

<!--AES加解密依赖-->
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-codec/commons-codec -->
        <dependency>
            <groupId>commons-codec</groupId>
            <artifactId>commons-codec</artifactId>
            <version>1.10</version>
        </dependency>

实现工具类:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class AesUtil {

    //加密时调用方法，三个参数分别是：明文，密钥，向量，注意向量的长度只能是16byte，而且加密解密时必须使用一致的向量。
    public static byte[] AES_CBC_Encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes,
            byte[] iv) {

        try {
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
            // PKCS7Padding是缺几个字节就补几个字节的0，而PKCS5Padding是缺几个字节就补充几个字节的几，好比缺6个字节，就补充6个字节的6 
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("exception:" + e.toString());
        }
        return null;
    }

    //解密方法，三个参数：密文，密钥，向量
    public static byte[] AES_CBC_Decrypt(byte[] content, byte[] keyBytes,
            byte[] iv) {

        try {
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("exception:" + e.toString());
        }
        return null;
    }

    /**
     *将base64类型的字符串转成byte类型
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
        return Base64.decodeBase64(key.getBytes());
    }

    /**
     * 将byte类型转变为base64类型的字符串
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
        return new String(Base64.encodeBase64(key));
    }


    /**
     * 字符串转二进制字符串
     * 
     * @param str
     */
    public String toBinary(String str) {

        char[] strChar = str.toCharArray();
        String result = "";
        for (int i = 0; i < strChar.length; i++) {
            result += Integer.toBinaryString(strChar[i]) + "";
        }

        return result;
    }

    /**
     * 字符串转16进制字符串
     * @param s
     * @return
     */
    public static String strTo16(String s) {
        String str = "";
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            int ch = (int) s.charAt(i);
            String s4 = Integer.toHexString(ch);
            str = str + s4;
        }
        return str;
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //明文
        String returnMessageContent = "矛盾综合体";
        // 密钥，一定是16byte长度的 前后台需要一致
        String key = "SHmfaQwNX6nzb3Ee";
        // 向量，一定是16byte长度的 前后台需要一致
        String iv = "SHmfaQwNX6nzb3Ee";
        //注意第一个参数-明文转化为byte数组的时候，一定要指定是按照utf-8的格式进行转化的，不然对中文的加密就会出现加密后无法解密的情况。
        //第三个参数-向量，一定是16byte长度的
        byte[] encrypted = AesUtil.AES_CBC_Encrypt(returnMessageContent.getBytes("utf-8"), key.getBytes(), iv.getBytes());
        //将加密后的密文转成base64格式的字符串
        String secretWord = AesUtil.encryptBASE64(encrypted);
        System.out.println(secretWord);


        String chat_content = secretWord;
        // 解密，获得消息明文
        byte[] chat_contentming = AesUtil.AES_CBC_Decrypt(AesUtil.decryptBASE64(chat_content), key.getBytes(), iv.getBytes());
        //将明文byte按照utf-8的形式转化为String字符串
        String messageming = new String(chat_contentming, "utf-8");
        System.out.println(messageming);

    }

}

运行结果

GilLsEWESwtMFdyJ6P7rpg==
矛盾综合体

前端实现(JS)

导入依赖, 下载地址: https://github.com/sytelus/CryptoJS
依赖js的路径改成你自己的

<!--js AES需要引入的依赖-->
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/core.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/md5.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/evpkdf.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/enc-base64.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/cipher-core.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/mode-ecb.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/pad-nopadding.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/aes.js"></script>

html

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>AES加解密</title>

</head>
<body>

<!--js AES需要引入的依赖-->
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/core.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/md5.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/evpkdf.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/enc-base64.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/cipher-core.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/mode-ecb.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/pad-nopadding.js"></script>
<script type="text/javascript" src="./CryptoJS-master/components/aes.js"></script>

<script type="text/javascript">

    // 加密方法
    function getAesString(data, key, iv) {

        var key = CryptoJS.enc.Utf8.parse(key);
        var iv = CryptoJS.enc.Utf8.parse(iv);
        var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(data, key, {
            iv: iv,
            mode: CryptoJS.mode.CBC,
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
        });
        return encrypted.toString(); // 返回的是base64格式的密文
    }

    // 解密方法
    function getDAesString(encrypted, key, iv) {
        var key = CryptoJS.enc.Utf8.parse(key);
        var iv = CryptoJS.enc.Utf8.parse(iv);
        var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(encrypted, key, {
            iv: iv,
            mode: CryptoJS.mode.CBC,
            padding: CryptoJS.pad.Pkcs7
        });
        return decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8); // 返回明文
    }

    // 明文
    var data = "矛盾综合体";
    // 密钥，一定是16byte长度的 前后台需要一致
    var key = 'SHmfaQwNX6nzb3Ee';
    // 向量，一定是16byte长度的 前后台需要一致
    var iv = 'SHmfaQwNX6nzb3Ee';

    // 密文，生成的密文就是base64格式的
    var encrypted = getAesString(data, key, iv);
    console.log(encrypted);

    //生成的decryptedStr已经被默认转为了utf-8类型的字符串
    var decryptedStr = getDAesString(encrypted, key, iv);
    console.log(decryptedStr);

</script>

</body>
</html>

部署运行, 打开浏览器控制台Console, 运行结果

GilLsEWESwtMFdyJ6P7rpg==
矛盾综合体

前后端密文和明文内容一致, 表明没有问题.

实践中遇到的问题

JDK自带jar包不支持256位AES加密，需要到官网上下载下面两个jar包替换下面目录中的文件【文件目录：JAVA_HOME/jre/lib/security】：local_policy 和 US_export_policy
JAVA中IV【初始化向量不可以为32位，否则异常java.security.InvalidAlgorithmParameterException: Wrong IV length: must be 16 bytes long】

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