一、AES的定義

高級加密標準（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爲全世界所使用。經過五年的甄選流程，高級加密標準由美國國家標準與技術研究院（NIST）於2001年11月26日發佈於FIPS PUB 197，並在2002年5月26日成爲有效的標準。2006年，高級加密標準已然成爲對稱密鑰加密中最流行的算法之一。

二、Java實現AES

2.1加密

    /**
     * 加密
     * 
     * @param content 需要加密的內容
     * @param password  加密密碼
     * @return
     */
    public static byte[] encrypt(String content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 創建密碼器
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            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 (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

2.2解密

注意：解密的時候要傳入byte數組

    /**解密
     * @param content  待解密內容
     * @param password 解密密鑰
     * @return
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {
        try {
            KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
            kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));
            SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
            byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 創建密碼器
            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;
    }

2.3測試代碼

String content = "test";
String password = "12345678";
//加密
System.out.println("加密前：" + content);
byte[] encryptResult = encrypt(content, password);
//解密
byte[] decryptResult = decrypt(encryptResult,password);
System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));

輸出結果如下：

加密前：test
解密後：test

2.4 容易出錯的地方

但是如果我們將測試代碼修改一下，如下：

                String content = "test";
                String password = "12345678";
                //加密
                System.out.println("加密前：" + content);
                byte[] encryptResult = encrypt(content, password);
                try {
                        String encryptResultStr = new String(encryptResult,"utf-8");
                        //解密
                        byte[] decryptResult = decrypt(encryptResultStr.getBytes("utf-8"),password);
                        System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));
                } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                        e.printStackTrace();
                }

則，系統會報出如下異常：

javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length must be multiple of 16 when decrypting with padded cipher
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)

這主要是因爲加密後的byte數組是不能強制轉換成字符串的，換言之：字符串和byte數組在這種情況下不是互逆的；要避免這種情況，我們需要做一些修訂，可以考慮將二進制數據轉換成十六進制表示，主要有如下兩個方法：

2.4.1將二進制轉換成16進制

        /**將二進制轉換成16進制
         * @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();
        }

2.4.2 將16進制轉換爲二進制

        /**將16進制轉換爲二進制
         * @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;
        }

然後，我們再修訂以上測試代碼，如下：

                String content = "test";
                String password = "12345678";
                //加密
                System.out.println("加密前：" + content);
                byte[] encryptResult = encrypt(content, password);
                String encryptResultStr = parseByte2HexStr(encryptResult);
                System.out.println("加密後：" + encryptResultStr);
                //解密
                byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(encryptResultStr);
                byte[] decryptResult = decrypt(decryptFrom,password);
                System.out.println("解密後：" + new String(decryptResult));

測試結果如下：

加密前：test
加密後：73C58BAFE578C59366D8C995CD0B9D6D
解密後：test

2.5 另外一種加密方式

還有一種加密方式，大家可以參考如下：

    /**
    * 加密
    *
    * @param content 需要加密的內容
    * @param password  加密密碼
    * @return
    */
    public static byte[] encrypt2(String content, String password) {
        try {
            SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(password.getBytes(), "AES");
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/NoPadding");
            byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
            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 (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

這種加密方式有兩種限制

密鑰必須是16位的
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
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.a(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.SunJCE_f.b(DashoA13*..)
        at com.sun.crypto.provider.AESCipher.engineDoFinal(DashoA13*..)
        at javax.crypto.Cipher.doFinal(DashoA13*..)

要解決如上異常，可以通過補全傳入加密內容等方式進行避免。

轉載自hbcui1984的專欄

Java實現AES加密

一、AES的定義

二、Java實現AES

2.1加密

2.2解密

2.3測試代碼

2.4 容易出錯的地方

2.4.1將二進制轉換成16進制

2.4.2 將16進制轉換爲二進制

2.5 另外一種加密方式

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