2017-04-24 JAVA AES 加密（一）（附CODE）

作者: 冰红茶盖 | 来源:发表于2017-04-24 22:52 被阅读0次

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crypto-js实现加密解密
Java AES加密 iOS解密
Golang AES算法与 java（android）的互通
Java和openssl工具加密解密

1 起

项目中会存储用户手机号和银行卡号信息，数据需对称加密（加密＋解密）。

2 承

之前项目做过API网关，对加解密有所接触，JDK已经有基础设施，要做的仅是封装一个可用的Util类。

AESCryptoUtil.java：

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.MessageDigest;

public class AESCryptoUtil {

    // 加密算法
    private static final String ALG = "AES";
    // 字符编码
    private static final String ENC = "UTF-8";
    // 密钥正规化算法
    private static final String SEC_NORMALIZE_ALG = "MD5";

    // 加密
    public static String encrypt(String secret, String data) throws Exception {
        MessageDigest dig = MessageDigest.getInstance(SEC_NORMALIZE_ALG);
        byte[] key = dig.digest(secret.getBytes(ENC));
        SecretKeySpec secKey = new SecretKeySpec(key, ALG);

        Cipher aesCipher = Cipher.getInstance(ALG);
        byte[] byteText = data.getBytes(ENC);

        aesCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secKey);
        byte[] byteCipherText = aesCipher.doFinal(byteText);

        Base64 base64 = new Base64();
        return new String(base64.encode(byteCipherText), ENC);
    }

    // 解密
    public static String decrypt(String secret, String ciphertext) throws Exception {
        MessageDigest dig = MessageDigest.getInstance(SEC_NORMALIZE_ALG);
        byte[] key = dig.digest(secret.getBytes(ENC));
        SecretKeySpec secKey = new SecretKeySpec(key, ALG);

        Cipher aesCipher = Cipher.getInstance(ALG);
        aesCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secKey);
        Base64 base64 = new Base64();
        byte[] cipherbytes = base64.decode(ciphertext.getBytes());
        byte[] bytePlainText = aesCipher.doFinal(cipherbytes);

        return new String(bytePlainText, ENC);
    }

    public static void main(String[] args) {
        String secret = "PASSWORD";
        String data = "MESSAGE";
        try {
            System.out.println("key=" + secret + ",original data=" + data);
            long start = System.currentTimeMillis();
            String encryptData = AESCryptoUtil.encrypt(secret, data);
            System.out.println("encryptData=" + encryptData + ", cost=" + (System.currentTimeMillis() - start));
            start = System.currentTimeMillis();
            String decryptData = AESCryptoUtil.decrypt(secret, encryptData);
            System.out.println("decryptData=" + decryptData + ", cost=" + (System.currentTimeMillis() - start));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3 转

参考搜索引擎给的提示，又找到两个非常好的例子。
1 参考实例 AESEncrypter.java：

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.spec.KeySpec;

public class AESEncrypter {

    private static final byte[] SALT = {
            (byte) 0xA9, (byte) 0x9B, (byte) 0xC8, (byte) 0x32,
            (byte) 0x56, (byte) 0x35, (byte) 0xE3, (byte) 0x03
    };
    private static final int ITERATION_COUNT = 65536;
    private static final int KEY_LENGTH = 256;
    private Cipher ecipher;
    private Cipher dcipher;

    AESEncrypter(String passPhrase) throws Exception {
        SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
        KeySpec spec = new PBEKeySpec(passPhrase.toCharArray(), SALT, ITERATION_COUNT, KEY_LENGTH);
        SecretKey tmp = factory.generateSecret(spec);
        SecretKey secret = new SecretKeySpec(tmp.getEncoded(), "AES");

        ecipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        ecipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secret);

        dcipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        byte[] iv = ecipher.getParameters().getParameterSpec(IvParameterSpec.class).getIV();
        dcipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secret, new IvParameterSpec(iv));
    }

    public String encrypt(String encrypt) throws Exception {
        byte[] bytes = encrypt.getBytes("UTF8");
        byte[] encrypted = encrypt(bytes);
        return new BASE64Encoder().encode(encrypted);
    }

    public byte[] encrypt(byte[] plain) throws Exception {
        return ecipher.doFinal(plain);
    }

    public String decrypt(String encrypt) throws Exception {
        byte[] bytes = new BASE64Decoder().decodeBuffer(encrypt);
        byte[] decrypted = decrypt(bytes);
        return new String(decrypted, "UTF8");
    }

    public byte[] decrypt(byte[] encrypt) throws Exception {
        return dcipher.doFinal(encrypt);
    }

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

        String message = "MESSAGE";
        String password = "PASSWORD";

        AESEncrypter encrypter = new AESEncrypter(password);
        String encrypted = encrypter.encrypt(message);
        String decrypted = encrypter.decrypt(encrypted);

        System.out.println("Encrypt(\"" + message + "\", \"" + password + "\") = \"" + encrypted + "\"");
        System.out.println("Decrypt(\"" + encrypted + "\", \"" + password + "\") = \"" + decrypted + "\"");
    }
}

2 蛮不错的反面示例：
3-wrong-ways-to-store-a-password

写的真棒，由浅入深，最后给出最佳方案。

1 明文存储，2 简单Hash 如md5存储， 3加盐Hash。都有各自的问题，最后给出最优方案。
关键的关键还有各种代码的例子 :)

Java版：Pbkdf2Demo.java

// Java ships with PBKDF2 support

import java.util.UUID;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import java.math.BigInteger;

class Pbkdf2Demo {
    private static final int ITERATIONS = 1000;
    private static final int KEY_LENGTH = 192; // bits

    public static String hashPassword(String password, String salt) {
        char[] passwordChars = password.toCharArray();
        byte[] saltBytes = salt.getBytes();

        PBEKeySpec spec = new PBEKeySpec(
                passwordChars,
                saltBytes,
                ITERATIONS,
                KEY_LENGTH
        );
        SecretKeyFactory key = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
        byte[] hashedPassword = key.generateSecret(spec).getEncoded();
        return String.format("%x", new BigInteger(hashedPassword));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(hashPassword("password", "salt"));
    }
}

2017-04-28 继续添加一个不错的例子
参考链接

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;


/**
 * AES 是一种可逆加密算法，对用户的敏感信息加密处理 对原始数据进行AES加密后，在进行Base64编码转化；
 */
public class AESOperator {

    /*
     * 加密用的Key 可以用26个字母和数字组成 此处使用AES-128-CBC加密模式，key需要为16位。
     */
    private String sKey = "smkldospdosldaaa";//key，可自行修改
    private String ivParameter = "0392039203920300";//偏移量,可自行修改
    private static AESOperator instance = null;

    private AESOperator() {

    }

    public static AESOperator getInstance() {
        if (instance == null)
            instance = new AESOperator();
        return instance;
    }
    
public static String Encrypt(String encData ,String secretKey,String vector) throws Exception {
        
        if(secretKey == null) {
            return null;
        }
        if(secretKey.length() != 16) {
            return null;
        }
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        byte[] raw = secretKey.getBytes();
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(vector.getBytes());// 使用CBC模式，需要一个向量iv，可增加加密算法的强度
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(encData.getBytes("utf-8"));
        return new BASE64Encoder().encode(encrypted);// 此处使用BASE64做转码。
    }


    // 加密
    public String encrypt(String sSrc) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        byte[] raw = sKey.getBytes();
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes());// 使用CBC模式，需要一个向量iv，可增加加密算法的强度
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(sSrc.getBytes("utf-8"));
        return new BASE64Encoder().encode(encrypted);// 此处使用BASE64做转码。
    }

    // 解密
    public String decrypt(String sSrc) throws Exception {
        try {
            byte[] raw = sKey.getBytes("ASCII");
            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes());
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);
            byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc);// 先用base64解密
            byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
            String originalString = new String(original, "utf-8");
            return originalString;
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }
    }
    
    public String decrypt(String sSrc,String key,String ivs) throws Exception {
        try {
            byte[] raw = key.getBytes("ASCII");
            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivs.getBytes());
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);
            byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc);// 先用base64解密
            byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
            String originalString = new String(original, "utf-8");
            return originalString;
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }
    }
    
    public static String encodeBytes(byte[] bytes) {
        StringBuffer strBuf = new StringBuffer();

        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            strBuf.append((char) (((bytes[i] >> 4) & 0xF) + ((int) 'a')));
            strBuf.append((char) (((bytes[i]) & 0xF) + ((int) 'a')));
        }

        return strBuf.toString();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 需要加密的字串
        String cSrc = "[{\"request_no\":\"1001\",\"service_code\":\"FS0001\",\"contract_id\":\"100002\",\"order_id\":\"0\",\"phone_id\":\"13913996922\",\"plat_offer_id\":\"100094\",\"channel_id\":\"1\",\"activity_id\":\"100045\"}]";
        
        // 加密
        long lStart = System.currentTimeMillis();
        String enString = AESOperator.getInstance().encrypt(cSrc);
        System.out.println("加密后的字串是：" + enString);

        long lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
        System.out.println("加密耗时：" + lUseTime + "毫秒");
        // 解密
        lStart = System.currentTimeMillis();
        String DeString = AESOperator.getInstance().decrypt(enString);
        System.out.println("解密后的字串是：" + DeString);
        lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
        System.out.println("解密耗时：" + lUseTime + "毫秒");
    }

}

4 结

AESEncrypter、AESCryptoUtil、Pbkdf2Demo 三个类最终选择了 AESEncrypter。AESEncrypter 速度更快，代码更清晰。

后续

看下 AESEncrypter 每个类的说明；如项目时间有余，可看下源码。

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2 承

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