AES对数据进行加密与解密
随着对称密码的发展,DES数据加密标准算法由于密钥长度较小(56位),已经不适应当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求，因此1997年NIST公开征集新的数据加密标准,即AES[1]。经过三轮的筛选,比利时Joan Daeman和Vincent Rijmen提交的Rijndael算法被提议为AES的最终算法。此算法将成为美国新的数据加密标准而被广泛应用在各个领域中。尽管人们对AES还有不同的看法,但总体来说,AES作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和灵活等优点。AES设计有三个密钥长度:128,192,256位，相对而言，AES的128密钥比DES的56密钥强1021倍[2]。AES算法主要包括三个方面：轮变化、圈数和密钥扩展。本文以128为例，介绍算法的基本原理；结合AVR汇编语言，实现高级数据加密算法AES。
AES是分组密钥，算法输入128位数据，密钥长度也是128位。用Nr表示对一个数据分组加密的轮数（加密轮数与密钥长度的关系如表1所列）。每一轮都需要一个与输入分组具有相同长度的扩展密钥Expandedkey(i)的参与。由于外部输入的加密密钥K长度有限,所以在算法中要用一个密钥扩展程序(Keyexpansion)把外部密钥K扩展成更长的比特串,以生成各轮的加密和解密密钥。
AES加密算法原理
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加密前需要的参数encoding声明为以哪种字符方式加密，AES对称加密，KEY为密钥
private final static String encoding = "UTF-8";
private final static String AES = "AES";
private final static String KEY = "xxxxsfddsfdsfsdfds";
/**
* AES加密
* **/
public static String encryptAES(String content) {
byte[] encryptResult = encrypt(content);
String encryptResultStr = parseByte2HexStr(encryptResult);
// BASE64位加密
encryptResultStr = ebotongEncrypto(encryptResultStr);
return encryptResultStr;
}
/**
* AES解密
* @param encryptResultStr
* @return String
* **/
public static String decryptAES(String encryptResultStr) {
// BASE64位解密
String decrpt = ebotongDecrypto(encryptResultStr);
byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(decrpt);
byte[] decryptResult = decrypt(decryptFrom);
return new String(decryptResult);
}
/**
* 加密字符串
* */
public static String ebotongEncrypto(String str) {
BASE64Encoder base64encoder = new BASE64Encoder();
String result = str;
if (str != null && str.length() > 0) {
try {
byte[] encodeByte = str.getBytes(encoding);
result = base64encoder.encode(encodeByte);
}catch (UnsupportedEncodingException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//base64加密超过一定长度会自动换行 需要去除换行符
return result.replaceAll("\r\n", "").replaceAll("\r", "").replaceAll("\n", "");
}
/**
* 解密字符串
* */
public static String ebotongDecrypto(String str) {
BASE64Decoder base64decoder = new BASE64Decoder();
try {
byte[] encodeByte = base64decoder.decodeBuffer(str);
return new String(encodeByte);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return str;
}
}
/**
* 加密
*
* @param content 需要加密的内容
* @param password 加密密码
* @return
*/
public static byte[] encrypt(String content) {
try {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance(AES);
SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(KEY.getBytes());
kgen.init(128, secureRandom);
SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, AES);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);// 创建密码器
byte[] byteContent = content.getBytes();
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化
byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
return result; // 加密
} 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;
}
/**解密
* @param content 待解密内容
* @param password 解密密钥
* @return
*/
public static byte[] decrypt(byte[] content) {
try {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance(AES);
//kgen.init(128, new SecureRandom(AESUtilsPassWordKey.PASSWORD_KEY.getBytes()));
SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(KEY.getBytes());
kgen.init(128, secureRandom);
SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, AES);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);// 创建密码器
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化
byte[] result = cipher.doFinal(content);
return result; // 加密
} 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;
}
/**将16进制转换为二进制 解密
* @param hexStr
* @return
*/
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;
}
/**
* 将二进制转换成16进制 加密
* @param buf
* @return
*/
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();
}
public static void main(String[] args) {
String content = "中文测试";
String encryptResultStr = encryptAES(content);
System.out.println("加密前: "+content);
System.out.println("加密后: "+encryptResultStr);
System.out.println("解密后: "+decryptAES(encryptResultStr));
}
春风如贵客，一到便繁华