AES 加密算法采用分组密码体制,每个分组数据的长度为128位16个字节,密钥长度可以是128位16个字节、192位或256位,一共有四种加密模式,我们通常采用需要初始向量 IV 的 CBC 模式,初始向量的长度也是128位16个字节。 AES 加密的五个关键词,分别是:分组密码体制、Padding、密钥、初始向量 IV 和四种加密模式
5.1 分组密码体制 所谓分组密码体制就是指将明文切成一段一段的来加密,然后再把一段一段的密文拼起来形成最终密文的加密方式。AES 采用分组密码体制,即 AES 加密会首先把明文切成一段一段的,而且每段数据的长度要求必须是128位16个字节,如果最后一段不够16个字节了,就需要用 Padding 来把这段数据填满16个字节,然后分别对每段数据进行加密,最后再把每段加密数据拼起来形成最终的密文。
5.2 Padding Padding 就是用来把不满16个字节的分组数据填满16个字节用的,它有三种模式 PKCS5、PKCS7 和NOPADDING。PKCS5 是指分组数据缺少几个字节,就在数据的末尾填充几个字节的几,比如缺少5个字节,就在末尾填充5个字节的5。PKCS7 是指分组数据缺少几个字节,就在数据的末尾填充几个字节的0,比如缺少7个字节,就在末尾填充7个字节的0。NoPadding 是指不需要填充,也就是说数据的发送方肯定会保证最后一段数据也正好是16个字节。那如果在PKCS5 模式下,最后一段数据的内容刚好就是16个16怎么办?那解密端就不知道这一段数据到底是有效数据还是填充数据了,因此对于这种情况,PKCS5 模式会自动帮我们在最后一段数据后再添加16个字节的数据,而且填充数据也是16个16,这样解密段就能知道谁是有效数据谁是填充数据了。PKCS7 最后一段数据的内容是16个0,也是同样的道理。解密端需要使用和加密端同样的 Padding 模式,才能准确的识别有效数据和填充数据。我们开发通常采用 PKCS7 Padding 模式。
5.3 初始向量IV 初始向量 IV 的作用是使加密更加安全可靠,我们使用 AES 加密时需要主动提供初始向量,而且只需要提供一个初始向量就够了,后面每段数据的加密向量都是前面一段的密文。初始向量 IV 的长度规定为128位16个字节,初始向量的来源为随机生成。至于为什么初始向量能使加密更安全可靠,会在下面的加密模式中提到。
5.4 密钥 AES 要求密钥的长度可以是128位16个字节、192位或者256位,位数越高,加密强度自然越大,但是加密的效率自然会低一些,因此要做好衡量。我们开发通常采用128位16个字节的密钥,我们使用 AES 加密时需要主动提供密钥,而且只需要提供一个密钥就够了,每段数据加密使用的都是这一个密钥,密钥来源为随机生成(我们开发时传入的那个为初始密钥,除了初始密钥以外,后面每一轮的密钥都是由上一轮的密钥扩展而来的,密钥扩展有四个步骤:排列、置换、与轮常量异或、生成下一轮密钥的其他列)。
5.5 四种加密模式 AES 一共有四种加密模式,分别是 ECB(电子密码本模式)、CBC(密码分组链接模式)、CFB、OFB,我们一般使用的是 CBC 模式。四种模式中除了 ECB 相对不安全之外,其它三种模式的区别并没有那么大(ECB 模式是最基本的加密模式,即仅仅使用明文和密钥来加密数据,相同的明文块会被加密成相同的密文块,这样明文和密文的结构将是完全一样的,就会更容易被破解,相对来说不是那么安全,因此很少使用,而 CBC 模式则比 ECB 模式多了一个初始向量 IV,加密的时候,第一个明文块会首先和初始向量 IV 做异或操作,然后再经过密钥加密,然后第一个密文块又会作为第二个明文块的加密向量来异或,依次类推下去,这样相同的明文块加密出的密文块就是不同的,明文的结构和密文的结构也将是不同的,因此更加安全,我们常用的就是 CBC 加密模式)。 原文链接:https://blog.csdn.net/u014294681/article/details/86690241
1.AES硬编码密钥
package org.jeecg.modules.util;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.Key;
import java.util.Base64;
@Slf4j
public class AESUtils {
private static final String ALGORITHM = "AES";
private static final int KEY_SIZE = 128;
private static final String TRANSFORMATION = ALGORITHM + "/ECB/PKCS5Padding";
//加密
public static String encrypt(String data, String key) throws Exception {
log.info("加密前的数据:{}", data);
// 使用平台默认的字符集进行转换,但在生产环境中,为了确保跨平台的一致性,建议显式指定字符集,例如使用 getBytes(StandardCharsets.UTF_8)
Key secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
// 解决加密中文乱码问题
byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
log.info("加密后的数据:{}", Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes