使用AES加密
AES算法是目前应用最广泛的加密算法。比较常见的工作模式是ECB和CBC。
ECB模式
import java.security.*;
import java.util.Base64;import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 原文:String message = "Hello, world!";System.out.println("Message(原始信息): " + message);// 128位密钥 = 16 bytes Key:byte[] key = "1234567890abcdef".getBytes();// 加密:byte[] data = message.getBytes();byte[] encrypted = encrypt(key, data);System.out.println("Encrypted(加密内容): " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));// 解密:byte[] decrypted = decrypt(key, encrypted);System.out.println("Decrypted(解密内容): " + new String(decrypted));}// 加密:public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {// 创建密码对象，需要传入算法/工作模式/填充模式Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");// 根据key的字节内容，"恢复"秘钥对象SecretKey keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");// 初始化秘钥:设置加密模式ENCRYPT_MODEcipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);// 根据原始内容(字节),进行加密return cipher.doFinal(input);}// 解密:public static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {// 创建密码对象，需要传入算法/工作模式/填充模式Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");// 根据key的字节内容，"恢复"秘钥对象SecretKey keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");// 初始化秘钥:设置解密模式DECRYPT_MODEcipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);// 根据原始内容(字节),进行解密return cipher.doFinal(input);}
}
ECB模式是最简单的AES加密模式，它需要一个固定长度的密钥，固定的明文会生成固定的密文。
我们先用ECB模式加密并解密：
Java标准库提供的对称加密接口非常简单，使用时按以下步骤编写代码：
1根据算法名称/工作模式/填充模式获取Cipher实例；
2根据算法名称初始化一个SecretKey实例，密钥必须是指定长度；
3使用SerectKey初始化Cipher实例，并设置加密或解密模式；
4传入明文或密文，获得密文或明文。
CBC模式
import java.security.*;
import java.util.Base64;import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 原文:String message = "Hello, world!";System.out.println("Message(原始信息): " + message);// 256位密钥 = 32 bytes Key:byte[] key = "1234567890abcdef1234567890abcdef".getBytes();// 加密:byte[] data = message.getBytes();byte[] encrypted = encrypt(key, data);System.out.println("Encrypted(加密内容): " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));// 解密:byte[] decrypted = decrypt(key, encrypted);System.out.println("Decrypted(解密内容): " + new String(decrypted));}// 加密:public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {// 设置算法/工作模式CBC/填充Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");// 恢复秘钥对象SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");// CBC模式需要生成一个16 bytes的initialization vector:SecureRandom sr = SecureRandom.getInstanceStrong();byte[] iv = sr.generateSeed(16); // 生成16个字节的随机数System.out.println(Arrays.toString(iv));IvParameterSpec ivps = new IvParameterSpec(iv); // 随机数封装成IvParameterSpec参数对象// 初始化秘钥:操作模式、秘钥、IV参数cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivps);// 加密byte[] data = cipher.doFinal(input);// IV不需要保密，把IV和密文一起返回:return join(iv, data);}// 解密:public static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {// 把input分割成IV和密文:byte[] iv = new byte[16];byte[] data = new byte[input.length - 16];System.arraycopy(input, 0, iv, 0, 16); // IVSystem.arraycopy(input, 16, data, 0, data.length); //密文System.out.println(Arrays.toString(iv));// 解密:Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); // 密码对象SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES"); // 恢复秘钥IvParameterSpec ivps = new IvParameterSpec(iv); // 恢复IV// 初始化秘钥:操作模式、秘钥、IV参数cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivps);// 解密操作return cipher.doFinal(data);}// 合并数组public static byte[] join(byte[] bs1, byte[] bs2) {byte[] r = new byte[bs1.length + bs2.length];System.arraycopy(bs1, 0, r, 0, bs1.length);System.arraycopy(bs2, 0, r, bs1.length, bs2.length);return r;}
}
ECB模式是最简单的AES加密模式，这种一对一的加密方式会导致安全性降低。所以，更好的方式是通过CBC模式，它需要一个随机数作为IV参数，这样对于同一份明文，每次生成的密文都不同
在CBC模式下，需要一个随机生成的16字节IV参数，必须使用SecureRandom生成。因为多了一个IvParameterSpec实例，因此，初始化方法需要调用Cipher的一个重载方法并传入IvParameterSpec。
观察输出，可以发现每次生成的IV不同，密文也不同。
●对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密，常用算法有DES、AES和IDEA等；
●密钥长度由算法设计决定，AES的密钥长度是128/192/256位；
●使用对称加密算法需要指定算法名称、工作模式和填充模式。
