JAVA实现对称加密算法AES

加密算法AES

一、实验目的

通过使用Java标准库的密码学算法调用AES对称加密算法，能够编写简单的实验代码进行正确的AES加密和解密。

二、实验要求

1． 熟悉AES对称加密算法；
2. 掌握AES对称加密算法的简单代码实验。

三、开发环境

JDK1.6，Java相关开发环境（本实验以Windows平台为例）

四、实验内容

【1-1】AES对称加密实验
4、 给定一个String类型的参数，使用如下的函数进行密钥初始化（这里使用无初始化向量IV的AES-128加密模式）：

private static KeyGenerator getKeyGenerator(String key) throws NoSuchAlgorithmException{
		KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
		SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
		secureRandom.setSeed(key.getBytes());
		keygen.init(128, secureRandom);
		
		return keygen;
	}

5、 给定String类型的密钥和待加密消息，使用如下的函数进行加密：

public static String encryptData(String key, String message) throws Exception{
		KeyGenerator keygen = getKeyGenerator(key); 
		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keygen.generateKey().getEncoded(),"AES");
		
		return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypt(secretKey, message.getBytes("UTF-8")));
	}

6、 使用如下的函数进行实际的算法初始化和加密操作：

private static byte[] encrypt(Key key, byte[] messBytes) {
		if(key != null) {
			try {
				//生成一个Cipher对象基于AES加密算法进行加密
				Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
				//对Cipher对象初始化
				cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
				//加密消息并返回密文
				return cipher.doFinal(messBytes);	
			}catch(Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return null;
	}

7、 给定String类型的密钥和待解密的密文，使用如下的函数进行解密：

public static String decryptData(String key, String ciphertext) throws Exception{
		KeyGenerator keygen = getKeyGenerator(key);
		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keygen.generateKey().getEncoded(),"AES");
		return new String(decrypt(secretKey, Base64.getDecoder().decode(ciphertext)),"UTF-8");
	}

8、 使用如下的函数进行实际的算法初始化和解密操作：

private static byte[] decrypt(Key key, byte[] cipherBytes) {
		if(key != null) {
			try {
				Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
				cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
				return cipher.doFinal(cipherBytes);
			}catch(Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return null;
	}

【1-4】参考代码

import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import java.util.Scanner;

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

public class AESUtils {

	private static KeyGenerator getKeyGenerator(String key) throws NoSuchAlgorithmException{
		KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
		SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
		secureRandom.setSeed(key.getBytes());
		keygen.init(128, secureRandom);
		
		return keygen;
	}
	
	private static byte[] encrypt(Key key, byte[] messBytes) {
		if(key != null) {
			try {
				//生成一个Cipher对象基于AES加密算法进行加密
				Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
				//对Cipher对象初始化
				cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
				//加密消息并返回密文
				return cipher.doFinal(messBytes);	
			}catch(Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return null;
	}
	
	public static String encryptData(String key, String message) throws Exception{
		KeyGenerator keygen = getKeyGenerator(key); 
		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keygen.generateKey().getEncoded(),"AES");	
		return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypt(secretKey, message.getBytes("UTF-8")));
	}
	
	private static byte[] decrypt(Key key, byte[] cipherBytes) {
		if(key != null) {
			try {
				Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
				cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
				return cipher.doFinal(cipherBytes);
			}catch(Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return null;
	}
	
	public static String decryptData(String key, String ciphertext) throws Exception{
		KeyGenerator keygen = getKeyGenerator(key);
		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keygen.generateKey().getEncoded(),"AES");
		return new String(decrypt(secretKey, Base64.getDecoder().decode(ciphertext)),"UTF-8");
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		String key = "testKey";
		String message = "testMessage";
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		sc.useDelimiter("\n")
		System.out.print("请输入密码回车结束: ");
		if(sc.hasNext()) {
			key=sc.next();
			
		}
		System.out.print("请输入需要加密的文字回车结束: ");
		if(sc.hasNext()) {
			
			message=sc.next();
		}
		String ciphertext = encryptData(key, message);
		
	//	System.out.println("密钥: "+ key + " 消息: " + message);
		System.out.println("加密后密文为: " + ciphertext);
		 System.out.print("输入密钥按回车后可对密文数据进行解密：");
		 String key1="";
		 if(sc.hasNext())
	     {
	     	key1=sc.next();
	     }
		System.out.println("解密后明文为:" + decryptData(key1, ciphertext));
		sc.close();
	}
}

扩展参考资料
2、 关于AES的几种加密模式：https://www.cnblogs.com/liangxuehui/p/4651351.html
3、 关于在代码中设置AES的不同加密模式以及填充模式：https://www.cnblogs.com/gne-hwz/p/9553502.html、https://blog.csdn.net/u013871100/article/details/80100992、https://blog.csdn.net/qq_25816185/article/details/81626499、https://www.jianshu.com/p/0b739942cea5