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java AES加密

2024-10-05 08:59:39   216人阅读

对称加密算法

定义：在对称加密算法中，数据发信方将明文（原始数据）和加密密钥（mi yue）一起经过特殊加密算法处理后，使其变成复杂的加密密文发送出去。收信方收到密文后，若想解读原文，则需要使用加密用过的密钥及相同算法的逆算法对密文进行解密，才能使其恢复成可读明文。在对称加密算法中，使用的密钥只有一个，发收信双方都使用这个密钥对数据进行加密和解密，这就要求解密方事先必须知道加密密钥。

优点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

缺点：

（1）交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。

（2）每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的惟一钥匙，这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量呈几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。

 

AES五种加密模式

 

电码本模式（ECB）

将整个明文分成若干段相同的小段，然后对每一小段进行加密。

优：操作简单，易于实现；分组独立，易于并行；误差不会被传送。——简单，可并行，不传送误差。

缺：掩盖不了明文结构信息，难以抵抗统计分析攻击。——可对明文进行主动攻击。

密码分组链模式（CBC）

先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。

优点：能掩盖明文结构信息，保证相同密文可得不同明文，所以不容易主动攻击，安全性好于ECB，适合传输长度长的报文，是SSL和IPSec的标准。

缺点：（1）不利于并行计算；（2）传递误差——前一个出错则后续全错；（3）第一个明文块需要与一个初始化向量IV进行异或，初始化向量IV的选取比较复杂。

输出反馈模式（OFB）

密码算法的输出（指密码key而不是密文）会反馈到密码算法的输入中，OFB模式并不是通过密码算法对明文直接加密，而是通过将明文分组和密码算法的输出进行XOR来产生密文分组。

优点：隐藏了明文模式；结合了分组加密和流密码（分组密码转化为流模式）；可以及时加密传送小于分组的数据。

缺点：不利于并行计算；需要生成秘钥流；对明文的主动攻击是可能的。

计数器模式（CTR）

完全的流模式。将瞬时值与计数器连接起来，然后对此进行加密产生密钥流的一个密钥块，再进行XOR操作 。

优点：不泄露明文；仅需实现加密函数；无需填充；可并行计算。

缺点：需要瞬时值IV，难以保证IV的唯一性。

密码反馈模式（Cipher FeedBack (CFB)）

与ECB和CBC模式只能够加密块数据不同，CFB能够将块密文（Block Cipher）转换为流密文（Stream Cipher）。

AES的填充模式

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Java中AES的实现

 1 /**
 2 
 3      * AES加密字符串
 4 
 5      *
 6 
 7      * @param content
 8 
 9      *            需要被加密的字符串
10 
11      * @param password
12 
13      *            加密需要的密码
14 
15      * @return 密文
16 
17      */
18 
19     public static byte[] encrypt(String content, String password) {
20 
21         try {
22 
23               // KeyGenerator类是java提供的密钥生成器
24 
25　　　　　　　　 KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
26 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　// 根据用户密码，生成一个密钥
27 　　　　　　　　// 利用用户密码作为随机数初始化出
28 　　　　　　　　//加密没关系，SecureRandom是生成安全随机数序列，password.getBytes()是种子，只要种子相同，序列就一样，所以解密只要有password就行
　　　　　　　　　　//SecureRandom类是java中提供强加密随机数生成器 (RNG)。
29 　　　　　　　　kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));// 128位的key生产者
30 　　　　　　　　//生成一个密钥
35             　SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
36 
37               // 返回基本编码格式的密钥，如果此密钥不支持编码，则返回null
38 
39               byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();                                                            40 
41               // 转换为AES专用密钥
42 
43               SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
44 
45 　　　　　　　　// 创建密码器。Cipher类为加密和解密提供密码功能
46 
47              Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
48 
49              byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
50 
51 　　　　　　　　// 初始化为加密模式的密码器。DECRYPT_MODE用于将 Cipher 初始化为解密模式的常量。用密钥初始化此 Cipher。
52 
53              cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
54 　　　　　　　　//按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。数据将被加密或解密
55              byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);// 加密
56 
57              return result;
58 
59  
60 
61         } catch (Exception e) {
62 
63             e.printStackTrace();
64 
65         } 
87         return null;
88 
89     }

 

解密

1 　　　　　　　KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
2             kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
3             SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
4             byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
5             SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥
6             Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
7             cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
8             byte[] result = cipher.doFinal(content);  
9             return result; // 明文

 




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