Java使用AES加密和解密

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前言：

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），是一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。

AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一种密码算法RIJNDAEL 作为 AES.

那么为什么原来的DES会被取代呢，，原因就在于其使用56位密钥，比较容易被破解。而AES可以使用128、192、和256位密钥，并且用128位分组加密和解密数据，相对来说安全很多。完善的加密算法在理论上是无法破解的，除非使用穷尽法。使用穷尽法破解密钥长度在128位以上的加密数据是不现实的，仅存在理论上的可能性。统计显示，即使使用目前世界上运算速度最快的计算机，穷尽128位密钥也要花上几十亿年的时间，更不用说去破解采用256位密钥长度的AES算法了。

 

正文：

AES加密

 /**
     * @Author with-her
     * @Date 2018/9/5 11:11
     * @Param [content, password]
     * @return byte[]
     * @Description:  AES加密字符串
     **/
    public static byte[] Encrypt(String content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
            kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));// 利用用户密码作为随机数初始化出 128位的key生产者
                                                                     //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
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 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
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化为加密模式的密码器
            byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);// 加密

            return result;

        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

AES解密：

 /**
     * @Author with-her
     * @Date 2018/9/5 11:37
     * @Param [content, password]
     * @return byte[]
     * @Description: 解密
     **/
    public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
            kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result; // 明文

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

测试：

 public static void main(String[] args) {
        String content = "美女，约吗？";
        String password = "123";
        System.out.println("加密之前：" + content);

        // 加密
        byte[] encrypt = AesTest.encrypt(content, password);
        System.out.println("加密后的内容：" + new String(encrypt));
        
        // 解密
        byte[] decrypt = AesTest.decrypt(encrypt, password);
        System.out.println("解密后的内容：" + new String(decrypt));        
    }

结果：

加密之前：美女，约吗？
加密后的内容：P�d�g�K�3�g�����,Ꝏ?U納�
解密后的内容：美女，约吗？

可见，如果直接输出加密后的内容是一个乱码。我们需要把它的进制转换一下。

进制转换：

 /**
     * @Author with-her
     * @Date 2018/9/5 0005 14:39
     * @Param buf
     * @return String
     * @Description: 将二进制转换成16进制
     **/
    public static String parseByte2HexStr(byte buf[]) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(buf[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    /**
     * @Author with-her
     * @Date 2018/9/5 0005 14:38
     * @Param hexStr
     * @return byte[]
     * @Description: 将16进制转换为二进制
     **/
    public static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1)
            return null;
        byte[] result = new byte[hexStr.length()/2];
        for (int i = 0;i< hexStr.length()/2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2, i*2+1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i*2+1, i*2+2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

再次测试

 public static void main(String[] args) {
        String content = "美女，约吗？";
        String password = "123";
        System.out.println("加密之前：" + content);
        // 加密
        byte[] encrypt = AesTest.encrypt(content, password);
        System.out.println("加密后的内容：" + new String(encrypt));
        
        //如果想要加密内容不显示乱码，可以先将密文转换为16进制
        String hexStrResult = ParseSystemUtil.parseByte2HexStr(encrypt);
        System.out.println("16进制的密文："  + hexStrResult);
        
        //如果的到的是16进制密文，别忘了先转为2进制再解密
        byte[] twoStrResult = ParseSystemUtil.parseHexStr2Byte(hexStrResult);
                
        // 解密
        byte[] decrypt = AesTest.decrypt(encrypt, password);
        System.out.println("解密后的内容：" + new String(decrypt));    
    }

结果：

加密之前：美女，约吗？
加密后的内容：P�d�g�K�3�g�����,Ꝏ?U納�
16进制的密文：50FE6401E867A34BD533FE67BB85EDABFED62CEA9D8E3F5516E7B48D01F21A5F
解密后的内容：美女，约吗？

报错：

据说有的人只能加密，不能解密，一解密就报错，但我没有遇到

javax.crypto.BadPaddingException: Given final block not properly padded
at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:966)
at com.sun.crypto.provider.CipherCore.doFinal(CipherCore.java:824)
at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(AESCipher.java:436)
at javax.crypto.Cipher.doFinal(Cipher.java:2165)
...

网上搜了一个解决方案，在这写下：

在生成key的时候出现错误的，需要对生成key的代码进行修改。

原代码：

    //解密
    public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
            kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result; // 明文

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

修改后：

    //解密
    public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");// 创建AES的Key生产者
            
            SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
            random.setSeed(password.getBytes());

            kgen.init(128, random);
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();// 根据用户密码，生成一个密钥
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();// 返回基本编码格式的密钥
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");// 转换为AES专用密钥

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化为解密模式的密码器
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result; // 明文

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

是SecureRandom创建的方式不同而引起的错误。如果有遇到这样的问题，不妨试试

 

到此，AES的使用基本完成。欢迎留言交流
参考文档：
https://www.jb51.net/article/118482.htm

https://www.cnblogs.com/vmax-tam/p/4624032.html

http://www.cnblogs.com/zempty/p/4318902.html

https://blog.csdn.net/weixin_40784851/article/details/78405245