java实现多种加密模式的AES算法-总有一种你用的着!

作者: steadyjack | 来源:发表于2018-04-21 15:13 被阅读91次

java实现多种加密模式的AES算法-总有一种你用的着!
Java实现AES ECP PKCS5Padding加解密工具类
AES对称加解密
AES加密算法和RSA加密算法
AES加密 - iOS与Java的同步实现
AES加解密
Des
java实现RSA与AES混合加密
AES（对称加密算法）的JS实现和JAVA实现
Java 实现 AES 加密

前言

对于AES算法，相信很多程序员小伙伴都听过、用过，其原理本文就不介绍了，而是讲讲在实际项目中的应用。前几天，项目需要跟乙方接口对接，乙方提供加密后的信息串，而我这边负责对加密串进行解密。其中加解密算法用的就是AES 128位无向量，加密模式为ECB，填充模式为PKCS7Padding，密钥长度32位。

休闲一刻.png

言归正传

开始的开始，是先参考网上提供的CBC\PKCS7Padding加密模式进行改造，发现其实没有自己想象的辣么简单，因为会直接报如下图足够折腾自己一番的错误，网上了解了一下，发现jdk自带的只是支PKCS5Padding，不支持PKCS7Padding。

错误信息.jpg

最后的最后，google了一番：发现在获取加密instance前，需要额外添加 BouncyCastleProvider() 这样的provider。具体缘由就没去深究了，毕竟先把问题解决了才是头等大事，其他的先晾在一边！

放松心情.png

源码实现

1、AES-128位-无向量-ECB/PKCS7Padding

package com.debug.steadyjack.springbootMQ.server.util;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.Security;

/**
 * AES加密算法util
 * Created by steadyjack on 2018/4/21.
 */
public class AESUtil {

    private static final String EncryptAlg ="AES";

    private static final String Cipher_Mode="AES/ECB/PKCS7Padding";

    private static final String Encode="UTF-8";

    private static final int Secret_Key_Size=32;

    private static final String Key_Encode="UTF-8";

    /**
     * AES/ECB/PKCS7Padding 加密
     * @param content
     * @param key 密钥
     * @return aes加密后 转base64
     * @throws Exception
     */
    public static String aesPKCS7PaddingEncrypt(String content, String key) throws Exception {
        try {
            Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());

            Cipher cipher = Cipher.getInstance(Cipher_Mode);
            byte[] realKey=getSecretKey(key);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(realKey,EncryptAlg));
            byte[] data=cipher.doFinal(content.getBytes(Encode));
            String result=new Base64().encodeToString(data);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new Exception("AES加密失败：content=" +content +" key="+key);
        }
    }

    /**
     * AES/ECB/PKCS7Padding 解密
     * @param content
     * @param key 密钥
     * @return 先转base64 再解密
     * @throws Exception
     */
    public static String aesPKCS7PaddingDecrypt(String content, String key) throws Exception {
        try {
            //Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());

            byte[] decodeBytes=Base64.decodeBase64(content);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance(Cipher_Mode);
            byte[] realKey=getSecretKey(key);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(realKey,EncryptAlg));
            byte[] realBytes=cipher.doFinal(decodeBytes);

            return new String(realBytes, Encode);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new Exception("AES解密失败：Aescontent = " +e.fillInStackTrace(),e);
        }
    }

    /**
     * 对密钥key进行处理：如密钥长度不够位数的则 以指定paddingChar 进行填充；
     * 此处用空格字符填充，也可以 0 填充，具体可根据实际项目需求做变更
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] getSecretKey(String key) throws Exception{
        final byte paddingChar=' ';

        byte[] realKey = new byte[Secret_Key_Size];
        byte[] byteKey = key.getBytes(Key_Encode);
        for (int i =0;i<realKey.length;i++){
            if (i<byteKey.length){
                realKey[i] = byteKey[i];
            }else {
                realKey[i] = paddingChar;
            }
        }

        return realKey;
    }
}

下面进行测试：对一串序列化后的json格式字符串进行加密，密钥设定为 debug，测试代码如下：

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //密钥 加密内容(对象序列化后的内容-json格式字符串)
        String key="debug";
        String content="{\"domain\":{\"method\":\"getDetails\",\"url\":\"http://www.baidu.com\"},\"name\":\"steadyjack_age\",\"age\":\"23\",\"address\":\"Canada\",\"id\":\"12\",\"phone\":\"15627284601\"}";

        String encryptRes=aesPKCS7PaddingEncrypt(content,key);
        System.out.println(String.format("加密结果：%s ",encryptRes));

        String decryptRes=aesPKCS7PaddingDecrypt(encryptRes,key);
        System.out.println(String.format("解密结果：%s ",decryptRes));
    }

结果如下

加密结果：mbHFRIwY+aKSFY8NMm3StyekTwmxOUu4YIYOybz6I1qeXofPnYyTEkJr2wjHBFOGdPlJpGq2BjbBN5Dakq27qj+xoyIxKzO52huWzQf8UFCaslKEZOZ3Ub3nuJAepFUzU3JvvoSp/Ei7FHKTgwgWFOs9Oq+A1deOWHyb8fqnwoQTp2zBwzaSdLU4MFf9V2MpTT6H3tP6gf97snSNfQW7VA== 
解密结果：{"domain":{"method":"getDetails","url":"http://www.baidu.com"},"name":"steadyjack_age","age":"23","address":"Canada","id":"12","phone":"15627284601"}

附注：
（1）如果想改为 PKCS5Padding 填充模式也是可以的，只需要修改上面工具类的静态常量Cipher_Mode的取值即可，如下所示：

private static final String Cipher_Mode="AES/ECB/PKCS5Padding";

（2）上面如果想改为有向量模式可以继续参考下面的文章进行调整即可

2、AES-128位-有向量-CBC/PKCS5Padding

package com.debug.steadyjack.springbootMQ.server.util;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 * AES加解密工具
 * Created by steadyjack on 2018/2/9.
 */
public class EncryptUtil {

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

    private static final String SecretKey="debug";

    private static final Integer IVSize=16;

    private static final String EncryptAlg ="AES";

    private static final String Encode="UTF-8";

    private static final int SecretKeySize=32;

    private static final String Key_Encode="UTF-8";

    /**
     * 创建密钥
     * @return
     */
    private static SecretKeySpec createKey(){
        StringBuilder sb=new StringBuilder(SecretKeySize);
        sb.append(SecretKey);
        if (sb.length()>SecretKeySize){
            sb.setLength(SecretKeySize);
        }
        if (sb.length()<SecretKeySize){
            while (sb.length()<SecretKeySize){
                sb.append(" ");
            }
        }
        try {
            byte[] data=sb.toString().getBytes(Encode);
            return new SecretKeySpec(data, EncryptAlg);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 创建16位向量: 不够则用0填充
     * @return
     */
    private static IvParameterSpec createIV() {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(IVSize);
        sb.append(SecretKey);
        if (sb.length()>IVSize){
            sb.setLength(IVSize);
        }
        if (sb.length()<IVSize){
            while (sb.length()<IVSize){
                sb.append("0");
            }
        }
        byte[] data=null;
        try {
             data=sb.toString().getBytes(Encode);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return new IvParameterSpec(data);
    }

    /**
     * 加密：有向量16位，结果转base64
     * @param context
     * @return
     */
    public static String encrypt(String context) {
        try {
            byte[] content=context.getBytes(Encode);
            SecretKeySpec key = createKey();
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CipherMode);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, createIV());
            byte[] data = cipher.doFinal(content);
            String result=Base64.encodeBase64String(data);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 解密
     * @param context
     * @return
     */
    public static String decrypt(String context) {
        try {
            byte[] data=Base64.decodeBase64(context);
            SecretKeySpec key = createKey();
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CipherMode);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, createIV());
            byte[] content = cipher.doFinal(data);
            String result=new String(content,Encode);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //密钥 加密内容(对象序列化后的内容-json格式字符串)
        String content="{\"domain\":{\"method\":\"getDetails\",\"url\":\"http://www.baidu.com\"},\"name\":\"steadyjack_age\",\"age\":\"23\",\"address\":\"Canada\",\"id\":\"12\",\"phone\":\"15627284601\"}";

        String encryptText=encrypt(content);
        String decryptText=decrypt(encryptText);
        System.out.println(String.format("明文：%s \n加密结果：%s \n解密结果：%s ",content,encryptText,decryptText));
    }
}

测试结果如下：

明文：{"domain":{"method":"getDetails","url":"http://www.baidu.com"},"name":"steadyjack_age","age":"23","address":"Canada","id":"12","phone":"15627284601"} 
加密结果：lh/Z4sMCweHTKzpXCrIIa7UNW+t+XBwiHz9XgDiv7ETofEJAGq7FDYaWRaeAaoAbgyuaV/vcp7/W8p07z3u7uR5Q9PMPznpgQUM/pVjoE5yO51viwEb/7QYYttRsHQAqHberj8MQEs4I7qGrdkD36bvCnXYLDpPXvkLt1LwP2VD7VXhf+eQCCsxsUilxcVv+rGa+q1QuamrfGKLzlBCkiA== 
解密结果：{"domain":{"method":"getDetails","url":"http://www.baidu.com"},"name":"steadyjack_age","age":"23","address":"Canada","id":"12","phone":"15627284601"}

附注：CBC模式需要有密钥以及初始化向量的！

彩蛋

好了，关于AES的加密模式我就介绍这几种吧，对于当中代码有需要讨论或者有其他加解密算法需要实现的可以下面或者欢迎加群讨论：java开源技术交流群-583522159-我是debug

java实现多种加密模式的AES算法-总有一种你用的着!
前言对于AES算法，相信很多程序员小伙伴都听过、用过，其原理本文就不介绍了，而是讲讲在实际项目中的应用。前几天，...
Java实现AES ECP PKCS5Padding加解密工具类
Java 实现一个AES/ECB/PKCS5Padding 加解密算法工具类加密算法： AES 模式： ECB ...
AES对称加解密
AES算法流程： Java端实现以太坊Whisper协议中，默认的对称加密使用的是AES-GCM加密算法。这里采...
AES加密算法和RSA加密算法
引用 AES加密算法原理AES加密算法的C++实现密码算法详解——AES(高级加密算法) 1. 前言本文针对加密...
AES加密 - iOS与Java的同步实现
AES加密 - iOS与Java的同步实现 AES加密 - iOS与Java的同步实现
AES加解密
AES是最近比较流行的高级加密算法,是一种对称加密算法在AES中有很多模式,ECB、CBC等等,这些可以自己找一...
Des
常用加密算法的Java实现总结对称加密算法DES、3DES和AES 算法原理DES算法把64位的明文输入块变为6...
java实现RSA与AES混合加密
之前写过一篇在python中实现RSA和AES混合加密的文章，这次用java来实现什么是RSA加密？这是一种非...
AES（对称加密算法）的JS实现和JAVA实现
文首声明：本文不讲算法实现 AES介绍 AES算法是一种典型的对称加密算法，不同于md5这种摘要算法是不可逆的，A...
Java 实现 AES 加密
本文介绍 Java 语言实现 AES 加密的方法。目录 AES 简介 AES transformation 代码...