Java加密解密

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Java加密算法 AES

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  1. package com.stone.security;
  3. import java.util.Arrays;
  5. import javax.crypto.Cipher;
  6. import javax.crypto.KeyGenerator;
  7. import javax.crypto.SecretKey;
  8. import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
  10. /**
  11.  * AES 算法 对称加密，密码学中的高级加密标准 2005年成为有效标准 
  12.  * @author stone
  13.  * @date 2014-03-10 06:49:19
  14.  */
  15. public class AES {
  16. 	static Cipher cipher;
  17. 	static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
  18. 	static final String CIPHER_ALGORITHM_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding";
  19. 	/*
  20. 	 * 
  21. 	 */
  22. 	static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding";
  23. 	/* 
  24. 	 * AES/CBC/NoPadding 要求
  25. 	 * 密钥必须是16字节长度的；Initialization vector (IV) 必须是16字节
  26. 	 * 待加密内容的字节长度必须是16的倍数，如果不是16的倍数，就会出如下异常：
  27. 	 * javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes
  28. 	 * 
  29. 	 *  由于固定了位数，所以对于被加密数据有中文的, 加、解密不完整
  30. 	 *  
  31. 	 *  可 以看到，在原始数据长度为16的整数n倍时，假如原始数据长度等于16*n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16*n，
  32. 	 *  其它情况下加密数据长 度等于16*(n+1)。在不足16的整数倍的情况下，假如原始数据长度等于16*n+m[其中m小于16]，
  33. 	 *  除了NoPadding填充之外的任何方 式，加密数据长度都等于16*(n+1).
  34. 	 */
  35. 	static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding = "AES/CBC/NoPadding"; 
  36. 	
  37. 	static SecretKey secretKey;
  38. 		
  39. 	public static void main(String[] args) throws Exception {
  40. 		method1("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
  41. 		method2("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
  42. 		method3("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
  43. 		
  44. 		method4("123456781234囙为国宽");// length = 16
  45. 		method4("12345678abcdefgh");// length = 16
  46. 		
  47. 	}
  48. 	
  49. 	/**
  50. 	 * 使用AES 算法 加密，默认模式  AES/ECB
  51. 	 */
  52. 	static void method1(String str) throws Exception {
  53. 		cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
  54. 		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
  55. 		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
  56. 		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
  57. 		
  58. 		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥
  59. 		byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。
  60. 		
  61. 		System.out.println("method1-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
  62. 		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
  63. 		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
  64. 		System.out.println("method1-解密后：" + new String(decrypt));
  65. 		
  66. 	}
  67. 	
  68. 	/**
  69. 	 * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/ECB/PKCS5Padding
  70. 	 */
  71. 	static void method2(String str) throws Exception {
  72. 		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);
  73. 		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
  74. 		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
  75. 		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
  76. 		
  77. 		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥
  78. 		byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。
  79. 		
  80. 		System.out.println("method2-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
  81. 		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
  82. 		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
  83. 		System.out.println("method2-解密后：" + new String(decrypt));
  84. 		
  85. 	}
  86. 	
  87. 	static byte[] getIV() {
  88. 		String iv = "1234567812345678"; //IV length: must be 16 bytes long
  89. 		return iv.getBytes();
  90. 	}
  91. 	
  92. 	/**
  93. 	 * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/CBC/PKCS5Padding
  94. 	 */
  95. 	static void method3(String str) throws Exception {
  96. 		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC);
  97. 		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
  98. 		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
  99. 		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
  100. 		
  101. 		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥
  102. 		byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。
  103. 		
  104. 		System.out.println("method3-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
  105. 		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥
  106. 		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
  107. 		System.out.println("method3-解密后：" + new String(decrypt));
  108. 		
  109. 	}
  110. 	
  111. 	/**
  112. 	 * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/CBC/NoPadding  参见上面对于这种mode的数据限制
  113. 	 */
  114. 	static void method4(String str) throws Exception {
  115. 		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding);
  116. 		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
  117. 		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
  118. 		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
  119. 		
  120. 		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥
  121. 		byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes(), 0, str.getBytes().length); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。
  122. 		
  123. 		System.out.println("method4-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
  124. 		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥
  125. 		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
  126. 		
  127. 		System.out.println("method4-解密后：" + new String(decrypt));
  128. 		
  129. 	}
  130. 	
  131. }

——————————————updated on 2017/08/29——————————————————— 

**使用32字节(256位)密钥 **

前文，method1-4，打印出来的 密钥长度都是16字节长度；都是通过KeyGenerator自动生成的。

jdk中 AES中的Cipher，对应的密钥长度为128位的，按8bits一个字节算，整好就是16个字节。

如果要指定为32字节长度(256位)密钥，如下实现：

  1. /**
  2.      * 指定密钥长度为32位字节。 默认只能16位，是因为美国的出口政策限制。
  3.      * @param key_32
  4.      * @param str
  5.      * @throws Exception
  6.      */
  7.     static void method5(String key_32, String str) throws Exception {
  8.         System.out.println();
  9.         cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);
  10.         secretKey = new SecretKeySpec(key_32.getBytes("utf-8"), "AES");
  11.         System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
  13.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
  14.         byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes(), 0, str.getBytes().length);
  16.         System.out.println("method5-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
  17.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
  18.         byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
  19.         System.out.println("method5-解密后：" + new String(decrypt, "utf-8"));
  20.     }

调用代码：

  1. String key_32 = "0123456789abcdef0123456789ABCDEF";
  2. method5(key_32, "123456781234囙为国宽");

如上，通过SecretkeySpec，可以指定32位字节密钥。

但是，运行后，发现报错了："java.security.InvalidKeyException: Illegal key size or default parameters…"

网络搜索后发现如下解决方法：http://blog.csdn.net/l1028386804/article/details/42706039

因我的环境是jdk8，在oracle搜索到jce-jdk8的下载页面：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce8-download-2133166.html

最后，大功告成：

  1. 密钥的长度为：32
  2. method5-加密：[-9, -118, -4, 2, 76, 48, 60, 4, -100, 19, 24, -14, 93, -20, -19, 77, -79, 105, -78, 53, 17, 29, -65, 36, 104, -60, 83, 31, -76, -26, 54, -120]
  3. method5-解密后：123456781234囙为国宽

如果像安卓app，要在客户端实现32位字节密钥加、解密，估计还是不行的；只能考虑自己实现一套AES的算法了，同时服务端也使用相应算法

使用"AES/CBC/NoPadding"引发的问题

不考虑上面的256位密钥问题，在默认情况下，这种padding，要求 密钥、IV长度都是16字节，内容字节长度必须是16的倍数，如果不是16的倍数，则引发异常。

如果一定要使用这种padding，而无法保证内容为16字节的倍数，可以考虑自实现一套规则，补全内容长度为16*n

版权说明 : 本文为转载文章, 版权归原作者所有 版权申明

原文链接 : https://stone.blog.csdn.net/article/details/20960029

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