关于javascript:JAVA实现AES加密解密

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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);
}

}

正文完
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2021-11-05
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