Java加密解密

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Java加密算法 AES

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package com.stone.security;

import java.util.Arrays;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

/**
 * 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 
 * @author stone
 * @date 2014-03-10 06:49:19
 */
public class AES {
	static Cipher cipher;
	static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
	static final String CIPHER_ALGORITHM_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding";
	/*
	 * 
	 */
	static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding";
	/* 
	 * AES/CBC/NoPadding 要求
	 * 密钥必须是16字节长度的；Initialization vector (IV) 必须是16字节
	 * 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：
	 * javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes
	 * 
	 *  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
	 *  
	 *  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，
	 *  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]，
	 *  除了NoPadding填充之外的任何方 式，加密数据长度都等于16*(n+1).
	 */
	static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding = "AES/CBC/NoPadding"; 
	
	static SecretKey secretKey;
		
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		method1("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
		method2("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
		method3("a*jal)k32J8czx囙国为国宽");
		
		method4("123456781234囙为国宽");// length = 16
		method4("12345678abcdefgh");// length = 16
		
	}
	
	/**
	 * 使用AES 算法 加密，默认模式  AES/ECB
	 */
	static void method1(String str) throws Exception {
		cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
		
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥
		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。
		
		System.out.println("method1-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
		System.out.println("method1-解密后：" + new String(decrypt));
		
	}
	
	/**
	 * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/ECB/PKCS5Padding
	 */
	static void method2(String str) throws Exception {
		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);
		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
		
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥
		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。
		
		System.out.println("method2-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
		System.out.println("method2-解密后：" + new String(decrypt));
		
	}
	
	static byte[] getIV() {
		String iv = "1234567812345678"; //IV length: must be 16 bytes long
		return iv.getBytes();
	}
	
	/**
	 * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/CBC/PKCS5Padding
	 */
	static void method3(String str) throws Exception {
		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC);
		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
		
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥
		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。
		
		System.out.println("method3-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥
		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
		System.out.println("method3-解密后：" + new String(decrypt));
		
	}
	
	/**
	 * 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
	 */
	static void method4(String str) throws Exception {
		cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding);
		//KeyGenerator 生成aes算法密钥
		secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();
		System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);
		
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥
		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。
		
		System.out.println("method4-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥
		byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
		
		System.out.println("method4-解密后：" + new String(decrypt));
		
	}
	
}

——————————————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：

/**
     * 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。
     * @param key_32
     * @param str
     * @throws Exception
     */
    static void method5(String key_32, String str) throws Exception {
        System.out.println();
        cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);
        secretKey = new SecretKeySpec(key_32.getBytes("utf-8"), "AES");
        System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);

        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes(), 0, str.getBytes().length);

        System.out.println("method5-加密：" + Arrays.toString(encrypt));
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥
        byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
        System.out.println("method5-解密后：" + new String(decrypt, "utf-8"));
    }

调用代码：

String key_32 = "0123456789abcdef0123456789ABCDEF";
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：

密钥的长度为：32
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]
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

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

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