AES简介

高级加密标准(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，具体的加密流程如下图

使用

安卓中AES加密方案如下：

安卓里面提供了2个API:SecretKeySpec和Cipher

明文和密文，由Ciper提供加密和解密的函数

第一步：首先生成秘钥

 /**
     * 生成秘钥
     * @return Base64编码的秘钥
     */
    public static String generateSecretKey() {
        try {
            // 获取Key生成器实例,一般一个实例可以多次用来生成秘钥
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(AES);
            // 256位
            keyGenerator.init(256);
            // 生成密钥
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            // 获取密钥
            byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
            return Base64.encodeToString(keyBytes, Base64.DEFAULT);// 生成的秘钥转换成Base64编码,加、解密时需要用Base64还原秘钥
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

第二步：加密明文

   /**
     * 加密
     * @param plaintext 明文
     * @param key 秘钥
     * @return Base64编码的密文
     */
    public static String encrypt(String plaintext, String key) {
        try {
            // Base64还原秘钥
            byte[] keyBytes = Base64.decode(key.getBytes(), Base64.DEFAULT);
            // 还原密钥对象
            SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, AES);
            // 加密初始化实例
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5_PADDING);
            // CBC模式需要添加一个参数IvParameterSpec，ECB模式则不需要
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
            byte[] result = cipher.doFinal(plaintext.getBytes("UTF-8"));
            return Base64.encodeToString(result, Base64.DEFAULT);// 生成的密文转换成Base64编码出文本,解密时需要用Base64还原出密文
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

第三步：解密密文

    /**
     * 解密
     * @param ciphertext 密文
     * @param key  秘钥
     * @return 明文
     */
    public static String decrypt(String ciphertext, String key) {
 
        try {
            byte[] keyBytes = Base64.decode(key.getBytes(), Base64.DEFAULT);// Base64还原秘钥
            // 还原密钥对象
            SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, AES);
            // 加密初始化实例
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5_PADDING);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
            // Base64还原密文
            byte[] cipherBytes = Base64.decode(ciphertext, Base64.DEFAULT);
            byte[] result = cipher.doFinal(cipherBytes);
            return new String(result, "UTF-8");
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

几个全局变量

    private static final String AES_CBC_PKCS5_PADDING = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    private static final String AES = "AES";

密钥

用来加密明文的密码，在对称加密算法中，加密与解密的密钥是相同的。密钥为接收方与发送方协商产生，但不可以直接在网络上传输，否则会导致密钥泄漏，通常是通过非对称加密算法加密密钥，然后再通过网络传输给对方，或者直接面对面商量密钥。密钥是绝对不可以泄漏的，否则会被攻击者还原密文，窃取机密数据。

加密和解密用到的密钥是相同的，这种加密方式加密速度非常快，适合经常发送数据的场合。缺点是密钥的传输比较麻烦

AES的基本结构和原理

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

轮数在下面介绍，这里实现的是AES-128，也就是密钥的长度为128位，加密轮数为10轮。
上面说到，AES的加密公式为C = E(K,P)，在加密函数E中，会执行一个轮函数，并且执行10次这个轮函数，这个轮函数的前9次执行的操作是一样的，只有第10次有所不同。也就是说，一个明文分组会被加密10轮。AES的核心就是实现一轮中的所有操作

现在假设明文分组P为”abcdefghijklmnop”，则对应上面生成的状态矩阵图如下：