关于javascript:JAVA实现AES加密解密

一、什么是AES？
高级加密规范（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），是一种区块加密规范。这个规范用来代替原先的DES，曾经被多方剖析且广为全世界所应用。

那么为什么原来的DES会被取代呢，，起因就在于其应用56位密钥，比拟容易被破解。而AES能够应用128、192、和256位密钥，并且用128位分组加密和解密数据，相对来说平安很多。欠缺的加密算法在实践上是无奈破解的，除非应用穷尽法。应用穷尽法破解密钥长度在128位以上的加密数据是不事实的，仅存在实践上的可能性。统计显示，即便应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工夫，更不用说去破解采纳256位密钥长度的AES算法了。

目前世界上还有组织在钻研如何攻破AES这堵坚厚的墙，然而因为破解工夫太长，AES失去保障，然而所用的工夫一直放大。随着计算机计算速度的增快，新算法的呈现，AES受到的攻打只会越来越剧烈，不会进行的。

AES当初宽泛用于金融财务、在线交易、无线通信、数字存储等畛域，禁受了最严格的考验，但说不定哪天就会步DES的后尘。

二、AES加密形式简析

AES加密是对称加密 128 192 256 别离示意密钥的长度
AES的加密形式会将明文拆分成不同的块进行加密，例如一个256 位的数据用128的密钥加密，则分成

明文1（128位）明文2（128位）

加密

密文1（128位）密文2（128位）

填充：
　　如果明文不是128位（16字节）的则须要填充，即在明文某个中央补充到16个字节整数倍的长度，加解密时须要采纳同样的填充形式，否则无奈解密胜利，以下是几种填充形式

** NoPadding
不进行填充，然而这里要求明文必须要是16个字节的整数倍，这个能够使用者自身本人去实现填充，除了该种模式以外的其余填充模式，如果曾经是16个字节的数据的话，会再填充一个16字节的数据

** PKCS5Padding（默认）
在明文的开端进行填充，填充的数据是以后和16个字节相差的数量，例如：
  未填充明文
1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11

  填充明文（短少五个满足16个字节）
1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，5，5，5，5，5

　因为应用PKCS7Padding/PKCS5Padding填充时，最初一个字节必定为填充数据的长度，所以在解密后能够精确删除填充的数据

** ISO10126Padding
在明文的开端进行填充，以后和16个字节相差的数量填写在最初，其余字节填充随机数，例如：
  未填充明文
1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11

  填充明文（短少五个满足16个字节）
1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，c，b，4，1，5

模式
　　模式是须要制订AES对明文进行加密时应用的模式（这里并不波及具体的加密办法，只是加密步骤上的不同模式，在加解密时同样须要雷同的模式，否则无奈胜利），一共提供了五种模式，模式的基本原理是近似的，然而细节上会有一些变动，如下：

** ECB模式（默认）电码本模式 Electronic Codebook Book

这个模式是默认的，就只是依据密钥的位数，将数据分成不同的块进行加密，加密实现后，再将加密后的数据拼接起来，过程如下：

明文（64字节） 密钥（16字节）

明文1（16字节）  明文2（16字节）  明文3（16字节）  明文4（16字节）

密文1（16字节）  密文2（16字节）  密文3（16字节）  密文4（16字节）

密文（64字节）

长处：简略、速度快、可并行
毛病：如果明文块雷同，则生成的密文块也雷同，这样会导致安全性升高


** CBC模式   明码分组链接模式 Cipher Block Chaining

为了解决ECB模式的密文块雷同的毛病，CBC的模式引入了一个初始向量概念，该向量必须是一个与密钥长度相等的数据，在第一次加密前，会应用初始化向量与第一块数据做异或运算，生成的新数据再进行加密，加密第二块之前，会拿第一块的密文数据与第二块明文进行异或运算后再进行加密，以此类推，解密时也是在解密后，进行异或运算，生成最终的明文。过程如下：

明文（63字节） 密钥 （16字节） 初始向量iv（16字节）

  明文1（16字节） 明文2（16字节） 明文3（16字节） 明文4+一个0（16字节） 

异或  +初始向量        +密文1         +密文2         +密文3

  密文1（16字节） 密文2（16字节） 密文3（16字节） 密文4（16字节） 

密文（64字节）

这里须要留神如下几点：
1.向量必须是一个与密钥长度相等的数据
2.因为在加密前和解密后都会做异或运算，因而咱们的明文能够不必补全，不是16个字节的倍数也能够，CBC中会主动用0补全进行异或运算
3.在解密时是解密后才会再做异或运算，保证数据解密胜利
4.因为主动进行了补全，所以解密出的数据也会在前面补全0，因而获取到数据时，须要将开端的0去除，或者依据源数据长度来截取解密后的数据

长处：每次加密密钥不同，增强了安全性

CBC的形式解决了EBC的毛病，然而也有其毛病：
1.加密无奈并行运算，然而解密能够并行，必须在前一个块加密实现后，能力加密后块，并且也须要填充0在前面，所以并不适宜流数据（不适宜的起因可能是，须要满足128位的数据之后能力进行加密，这样前面才不会有0的补全）
2.如果前一个数据加密谬误，那么后续的数据都是错的了
3.两端须要同时约定初始向量iv


** CFB模式： 明码反馈模式 Cipher FeedBack
这个模式只应用了加密办法，原理是用到了一个数值异或运算之后再进行一次异或运算，值不扭转的原理。并且在加密的时候，如果数据并不满足一个密钥的字节，那么只做保留，待满足一个密钥的字节后再进行加密 过程如下：

加密：

明文（260个字节） iv（128个字节）

明文1（128个字节）    明文2（128个字节）      明文3（4个字节）

（iv+key）异或 明文1 （密文1+key）异或 明文1  （密文1+key）异或明文3

密文1（128个字节）     密文2（128个字节）      密文3（4个字节）


解密：

密文（260个字节） iv（128个字节）密钥（128字节）

密文1（128个字节）      密文2（128个字节）      密文3（4个字节）

（iv+key）异或密文1   （密文1+key）异或密文2    （密文1+key）异或密文3

明文1 （128个字节）     明文2  （128个字节）      明文3（4个字节）

这里须要留神如下几点：
1.加解密时会返回一个num，这个num示意还须要几个数字，才会应用上一个密文加密，否则始终应用上上一个
2.加解密时也须要传入字符串的长度
3.因为解密时应用的都是密文来进行解密，并没有应用上一次解密的明文，因而解密也能够并行
4.因为CFB模式并不需要补全，或者一个残缺的128字节能力加解密，综合第三点，所以适宜流数据的传输。
5.CFB模式不止有CFB128（即与密钥长度统一），还有CFB1 和CFB8 即加解密1或8位后，再调用一次加密器生成新的值，这样能够使加密更平安，然而就会解决更多的运算，CFB1的运算工夫是CFB8的八倍 CFB128的128倍
6.应用CFB128或者CFB8的时候传入的length单位是字节，CFB1是length的单位是位。
7.应用CFB1和CFB8的时候，num值会始终为0

长处:解密可同步，能够传入非16字节倍数的数据，适宜流数据

CFB模式当然也有一个毛病，解密的时候能够并行解密，然而加密的时候并不能够并行加密。并且也须要抉择iv


** OFB模式： 输入反馈模式 Output FeedBack
该模式与CFB相似，然而是将iv或者上一个iv加密后的数据加密，生成的key与明文做异或运算，解密时采纳的是同样的办法，利用了异或运算的对称性来进行加解密，除了这一点，其余与CFB统一

加密/解密：

CFB:
（iv+key）异或 明文1 （密文1+key）异或 明文1       （密文1+key）异或明文3

OFB
（iv+key)异或明文1 （（iv+key）+key)异或明文1  （（（iv+key）+key）+key）异或明文3

长处：与CFB一样，不便传输流数据

毛病：因为依赖上一次的加密后果，所以并不能并行处理，个性是解密步骤完全一致，因而应用办法上不会有区别。


** CTR模式： 计算器模式 Counter
OFB不能并行的起因就在于须要上一次的iv进行加密后的后果，因而在CTR中咱们将（iv+key）+key替换成了（iv+1）+key,这样咱们就不须要依赖上一次的加密后果了。比照如下:

OFB
（iv+key)异或明文1 （（iv+key）+key)异或明文1  （（（iv+key）+key）+key）异或明文3

CTR
（iv+key)异或明文1 （（iv+1）+key)异或明文1    （（（iv+1）+1）+key）异或明文3

长处：因为加解密能够并行，因而CTR模式的加解密速度也很快

毛病：iv+1的获取比拟负责，须要获取刹时iv

三、提供两个示例
1、java mysql 通用aes加密算法
通用的aes加密，应用场景，插入数据时，应用java进行加密数据，查问时，通过sql进行解密，不必取出再遍历解密
注：to_base64只实用mysql5.6之后的，之前的没有这个函数，不实用，能够应用HEX，UNHEX ，当然java要用对应的办法解密

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

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/**

java应用AES加密解密 AES-128-ECB加密
与mysql数据库aes加密算法通用
数据库aes加密解密
— 加密
SELECT to_base64(AES_ENCRYPT(‘www.gowhere.so’,’jkl;POIU1234++==’));
— 解密
SELECT AES_DECRYPT(from_base64(‘Oa1NPBSarXrPH8wqSRhh3g==’),’jkl;POIU1234++==’);
@author 836508
*
*/

public class MyAESUtil {

// 加密
public static String Encrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception {
    if (sKey == null) {
        System.out.print("Key为空null");
        return null;
    }
    // 判断Key是否为16位
    if (sKey.length() != 16) {
        System.out.print("Key长度不是16位");
        return null;
    }
    byte[] raw = sKey.getBytes("utf-8");
    SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");//"算法/模式/补码形式"
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
    byte[] encrypted = cipher.doFinal(sSrc.getBytes("utf-8"));
    return new BASE64Encoder().encode(encrypted);//此处应用BASE64做转码性能，同时能起到2次加密的作用。
}

// 解密
public static String Decrypt(String sSrc, String sKey) throws Exception {
    try {
        // 判断Key是否正确
        if (sKey == null) {
            System.out.print("Key为空null");
            return null;
        }
        // 判断Key是否为16位
        if (sKey.length() != 16) {
            System.out.print("Key长度不是16位");
            return null;
        }
        byte[] raw = sKey.getBytes("utf-8");
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc);//先用base64解密
        try {
            byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
            String originalString = new String(original,"utf-8");
            return originalString;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.toString());
            return null;
        }
    } catch (Exception ex) {
        System.out.println(ex.toString());
        return null;
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    /*
     * 此处应用AES-128-ECB加密模式，key须要为16位。
     */
    String cKey = "jkl;POIU1234++==";
    // 须要加密的字串
    String cSrc = "www.gowhere.so";
    System.out.println(cSrc);
    // 加密
    String enString = MyAESUtil.Encrypt(cSrc, cKey);
    System.out.println("加密后的字串是：" + enString);

    // 解密
    String DeString = MyAESUtil.Decrypt(enString, cKey);
    System.out.println("解密后的字串是：" + DeString);
}

}
2、java AES-128-CBC加密模式
package com.zhongzhi.utils;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
/**

@Classname ZzSecurityHelper
@Description TODO
@Date 2019/6/24 16:50
@Created by whd
*/

public class ZzSecurityHelper {

/*
 * 加密用的Key 能够用26个字母和数字组成 应用AES-128-CBC加密模式，key须要为16位。
 */
private static final String key="hj7x89H$yuBI0456";
private static final String iv ="NIfb&95GUY86Gfgh";
/**
 * @author miracle.qu
 * @Description AES算法加密明文
 * @param data 明文
 * @param key 密钥，长度16
 * @param iv 偏移量，长度16
 * @return 密文
 */
public static String encryptAES(String data) throws Exception {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
        int blockSize = cipher.getBlockSize();
        byte[] dataBytes = data.getBytes();
        int plaintextLength = dataBytes.length;

        if (plaintextLength % blockSize != 0) {
            plaintextLength = plaintextLength + (blockSize - (plaintextLength % blockSize));
        }

        byte[] plaintext = new byte[plaintextLength];
        System.arraycopy(dataBytes, 0, plaintext, 0, dataBytes.length);

        SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());  // CBC模式，须要一个向量iv，可减少加密算法的强度

        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyspec, ivspec);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(plaintext);

        return ZzSecurityHelper.encode(encrypted).trim(); // BASE64做转码。

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

/**
 * @author miracle.qu
 * @Description AES算法解密密文
 * @param data 密文
 * @param key 密钥，长度16
 * @param iv 偏移量，长度16
 * @return 明文
 */
public static String decryptAES(String data) throws Exception {
    try
    {
        byte[] encrypted1 = ZzSecurityHelper.decode(data);//先用base64解密

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
        SecretKeySpec keyspec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());

        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyspec, ivspec);

        byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
        String originalString = new String(original);
        return originalString.trim();
    }
    catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}
/**
 * 编码
 * @param byteArray
 * @return
 */
public static String encode(byte[] byteArray) {
    return new String(new Base64().encode(byteArray));
}

/**
 * 解码
 * @param base64EncodedString
 * @return
 */
public static byte[] decode(String base64EncodedString) {
    return new Base64().decode(base64EncodedString);
}

}

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