AES学习小结

AES是基于数据块的加密方式，即每次处理的数据是一块（16字节），当数据不是16字节的倍数时填充，这就是所谓的分组密码（区别于基于比特位的流密码），16字节是分组长度。

AES支持五种模式：CBC，CFB，ECB，OFB，PCBC，

jce中实现了三种补码方式：NoPadding，PKCS5Padding，ISO10126Padding;不支持SSL3Padding,不支持“NONE”模式。

ECB：是一种基础的加密方式，密文被分割成分组长度相等的块（不足补齐），然后单独一个个加密，一个个输出组成密文。

CBC：是一种循环模式，前一个分组的密文和当前分组的明文异或操作后再加密，这样做的目的是增强破解难度。

CFB/OFB实际上是一种反馈模式，目的也是增强破解的难度。

ECB和CBC的加密结果是不一样的，两者的模式不同，而且CBC会在第一个密码块运算时加入一个初始化向量。

算法/模式/填充16字节加密后数据长度
不满16字节加密后长度

AES/CBC/NoPadding16
不支持

AES/CBC/PKCS5Padding32
16

AES/CBC/ISO10126Padding32
16

AES/CFB/NoPadding16
原始数据长度

AES/CFB/PKCS5Padding32
16

AES/CFB/ISO10126Padding32
16

AES/ECB/NoPadding16
不支持

AES/ECB/PKCS5Padding32
16

AES/ECB/ISO10126Padding32
16

AES/OFB/NoPadding16
原始数据长度

AES/OFB/PKCS5Padding32
16

AES/OFB/ISO10126Padding32
16

AES/PCBC/NoPadding16
不支持

AES/PCBC/PKCS5Padding32
16

AES/PCBC/ISO10126Padding32
16

AES-128-CBC方式与AES-128方式不同的地方：

AES-128-CBC可以自己定义“密钥”和“偏移量“，AES-128是jdk自动生成的“密钥”，所以AES-128-CBC更灵活。

代码实例：

package com.client;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**AES 是一种可逆加密算法，对用户的敏感信息加密处理
* 对原始数据进行AES加密后，在进行Base64编码转化；
*/
public class AesCBC {
    /*
    * 加密用的Key 可以用26个字母和数字组成
    * 此处使用AES-128-CBC加密模式，key需要为16位。
    */
    private static String sKey = "sklhdflsjfsdgdeg";
    private static String ivParameter = "cfbsdfgsdfxccvd1";
    private static AesCBC instance = null;

    private AesCBC() {
    }

    public static AesCBC getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new AesCBC();
        }
        return instance;
    }

    // 加密
    public String encrypt(String sSrc, String encodingFormat, String sKey,
        String ivParameter) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        byte[] raw = sKey.getBytes();
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes()); //使用CBC模式，需要一个向量iv，可增加加密算法的强度
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(sSrc.getBytes(encodingFormat));
        return new BASE64Encoder().encode(encrypted); //此处使用BASE64做转码。
    }

    // 解密
    public String decrypt(String sSrc, String encodingFormat, String sKey,
        String ivParameter) throws Exception {
        try {
            byte[] raw = sKey.getBytes("ASCII");
            SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes());
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);
            byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc); //先用base64解密
            byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
            String originalString = new String(original, encodingFormat);
            return originalString;
        } catch (Exception ex) {
            return null;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 需要加密的字串
        String cSrc = "我来自中国";
        System.out.println(cSrc);

        // 加密
        long lStart = System.currentTimeMillis();
        String enString = AesCBC.getInstance()
                                .encrypt(cSrc, "utf-8", sKey, ivParameter);
        System.out.println("加密后的字串是：" + enString);
        long lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
        System.out.println("加密耗时：" + lUseTime + "毫秒");
        // 解密
        lStart = System.currentTimeMillis();
        String DeString = AesCBC.getInstance()
                                .decrypt(enString, "utf-8", sKey, ivParameter);
        System.out.println("解密后的字串是：" + DeString);
        lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
        System.out.println("解密耗时：" + lUseTime + "毫秒");
    }
}

使用AES-CBC-PKCS7Padding 加解密字符串

java 不支持PKCS7Padding，只支持PKCS5Padding 但是PKCS7Padding 和 PKCS5Padding 没有什么区别，PKCS5Padding的blocksize为8字节，而PKCS7Padding的blocksize可以为1到255字节。

要实现在java端用PKCS7Padding填充，需要用到bouncycastle组件来实现。

bcprov-jdk16-146.jar

加密代码如下：

/**
 *
 * @author ngh
 * AES128 算法
 *
 * CBC 模式
 *
 * PKCS7Padding 填充模式
 *
 * CBC模式需要添加一个参数iv
 *
 * 介于java 不支持PKCS7Padding，只支持PKCS5Padding 但是PKCS7Padding 和 PKCS5Padding 没有什么区别
 * 要实现在java端用PKCS7Padding填充，需要用到bouncycastle组件来实现
 */
public class AES {
    // 算法名称
    final String KEY_ALGORITHM = "AES";

    // 加解密算法/模式/填充方式
    final String algorithmStr = "AES/CBC/PKCS7Padding";
    //
    private Key key;
    private Cipher cipher;
    boolean isInited = false;
    byte[] iv = {
            0x30, 0x31, 0x30, 0x32, 0x30, 0x33, 0x30, 0x34, 0x30, 0x35, 0x30,
            0x36, 0x30, 0x37, 0x30, 0x38
        };

    public void init(byte[] keyBytes) {
        // 如果密钥不足16位，那么就补足.  这个if 中的内容很重要
        int base = 16;
        if ((keyBytes.length % base) != 0) {
            int groups = (keyBytes.length / base) +
                (((keyBytes.length % base) != 0) ? 1 : 0);
            byte[] temp = new byte[groups * base];
            Arrays.fill(temp, (byte) 0);
            System.arraycopy(keyBytes, 0, temp, 0, keyBytes.length);
            keyBytes = temp;
        }

        // 初始化
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        // 转化成JAVA的密钥格式
        key = new SecretKeySpec(keyBytes, KEY_ALGORITHM);
        try {
            // 初始化cipher
            cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr, "BC");
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchProviderException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 加密方法
     *
     * @param content
     *            要加密的字符串
     * @param keyBytes
     *            加密密钥
     * @return
     */
    public byte[] encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) {
        byte[] encryptedText = null;
        init(keyBytes);
        System.out.println("IV：" + new String(iv));
        try {
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
            encryptedText = cipher.doFinal(content);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return encryptedText;
    }

    /**
     * 解密方法
     *
     * @param encryptedData
     *            要解密的字符串
     * @param keyBytes
     *            解密密钥
     * @return
     */
    public byte[] decrypt(byte[] encryptedData, byte[] keyBytes) {
        byte[] encryptedText = null;
        init(keyBytes);
        System.out.println("IV：" + new String(iv));
        try {
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));
            encryptedText = cipher.doFinal(encryptedData);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        return encryptedText;
    }
}

测试代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        AES aes = new AES();
        //   加解密 密钥
        byte[] keybytes = { 0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37, 0x38 };
        String content = "1";
        // 加密字符串
        System.out.println("加密前的：" + content);
        System.out.println("加密密钥：" + new String(keybytes));
        // 加密方法
        byte[] enc = aes.encrypt(content.getBytes(), keybytes);
        System.out.println("加密后的内容：" + new String(Hex.encode(enc)));
        // 解密方法
        byte[] dec = aes.decrypt(enc, keybytes);
        System.out.println("解密后的内容：" + new String(dec));
    }
}