Java實現AES密碼編譯演算法的簡單樣本分享_java

進階加密標準（英語：Advanced Encryption Standard，縮寫：AES），在密碼學中又稱Rijndael加密法，是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經被多方分析且廣為全世界所使用。
大多數AES計算是在一個特別的有限域完成的。
AES加密過程是在一個4×4的位元組矩陣上運作，這個矩陣又稱為“狀態（state）”，其初值就是一個明文區塊（矩陣中一個元素大小就是明文區塊中的一個Byte）。（Rijndael加密法因支援更大的區塊，其矩陣行數可視情況增加）加密時，各輪AES加密迴圈（除最後一輪外）均包含4個步驟：

• AddRoundKey — 矩陣中的每一個位元組都與該次輪秘鑰（round key）做XOR運算；每個子密鑰由密鑰產生方案產生。
• SubBytes — 通過個非線性替換函數，用尋找表的方式把每個位元組替換成對應的位元組。
• ShiftRows — 將矩陣中的每個橫列進行迴圈式移位。
• MixColumns — 為了充分混合矩陣中各個直行的操作。這個步驟使用線性轉換來混合每列的四個位元組。

最後一個加密迴圈中省略MixColumns步驟，而以另一個AddRoundKey取代。

Java基本實現：

package com.stone.security;  import java.util.Arrays;  import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;  /**  * AES 演算法 對稱式加密，密碼學中的進階加密標準 2005年成為有效標準  */ public class AES {  static Cipher cipher;  static final String KEY_ALGORITHM = "AES";  static final String CIPHER_ALGORITHM_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding";  static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding"; /**  * AES/CBC/NoPadding 要求  * 密鑰必須是16位的；Initialization vector (IV) 必須是16位  * 待加密內容的長度必須是16的倍數，如果不是16的倍數，就會出如下異常：  * javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes  *  * 由於固定了位元，所以對於被加密資料有中文的, 加、解密不完整  *  * 可 以看到，在未經處理資料長度為16的整數n倍時，假如未經處理資料長度等於16*n，則使用NoPadding時加密後資料長度等於16*n，  * 其它情況下加密資料長 度等於16*(n+1)。在不足16的整數倍的情況下，假如未經處理資料長度等於16*n+m[其中m小於16]，  * 除了NoPadding填充之外的任何方 式，加密資料長度都等於16*(n+1).  */  static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding = "AES/CBC/NoPadding";   static SecretKey secretKey;    public static void main(String[] args) throws Exception {  method1("a*jal)k32J8czx囙國為國寬");  method2("a*jal)k32J8czx囙國為國寬");  method3("a*jal)k32J8czx囙國為國寬");    method4("123456781234囙為國寬");// length = 16  method4("12345678abcdefgh");// length = 16    }   /**  * 使用AES 演算法 加密，預設模式 AES/ECB  */  static void method1(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //KeyGenerator 產生aes演算法密鑰  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密鑰的長度為：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密鑰  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按單部分操作加密或解密資料，或者結束一個多部分操作。    System.out.println("method1-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密鑰  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method1-解密後：" + new String(decrypt));    }   /**  * 使用AES 演算法 加密，預設模式 AES/ECB/PKCS5Padding  */  static void method2(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);  //KeyGenerator 產生aes演算法密鑰  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密鑰的長度為：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密鑰  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按單部分操作加密或解密資料，或者結束一個多部分操作。    System.out.println("method2-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密鑰  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method2-解密後：" + new String(decrypt));    }   static byte[] getIV() {  String iv = "1234567812345678"; //IV length: must be 16 bytes long  return iv.getBytes();  }   /**  * 使用AES 演算法 加密，預設模式 AES/CBC/PKCS5Padding  */  static void method3(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC);  //KeyGenerator 產生aes演算法密鑰  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密鑰的長度為：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密鑰  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按單部分操作加密或解密資料，或者結束一個多部分操作。    System.out.println("method3-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密鑰  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method3-解密後：" + new String(decrypt));    }   /**  * 使用AES 演算法 加密，預設模式 AES/CBC/NoPadding 參見上面對於這種mode的資料限制  */  static void method4(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding);  //KeyGenerator 產生aes演算法密鑰  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密鑰的長度為：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密鑰  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes(), 0, str.length()); //按單部分操作加密或解密資料，或者結束一個多部分操作。    System.out.println("method4-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密鑰  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);    System.out.println("method4-解密後：" + new String(decrypt));    }  }