Java使用AES加密解密

AES加密机制：

密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。

这个标准用来替代原先的DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一 [1] 。

该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijdael之名命之，投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijdael的发音近于 "Rhine doll"。）

加密工具类：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Arrays;import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import org.apache.log4j.Logger;
/*** @包名 com.energy.util* @创建人 jiangwenzhang* @日期 2018/6/8 0008* @时间 8:36* @描述*//*** 支持HMAC-SHA1消息签名 及 DES/AES对称加密的工具类.** 支持Hex与Base64两种编码方式.**/
public class Cryptos {private static Logger logger = Logger.getLogger(Cryptos.class);/*** 自定义密钥*/private String strDefaultKey = "1865338218031218";private byte[] key = strDefaultKey.getBytes();private static final String AES = "AES";private static final String AES_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding";private static final String HMACSHA1 = "HmacSHA1";private static final int DEFAULT_HMACSHA1_KEYSIZE = 160; //RFC2401private static final int DEFAULT_AES_KEYSIZE = 128;private static final int DEFAULT_IVSIZE = 16;private static SecureRandom random = new SecureRandom();public Cryptos(){}public Cryptos(String strDefaultKey){this.strDefaultKey = strDefaultKey;this.key = strDefaultKey.getBytes();}//-- HMAC-SHA1 funciton --//
    /*** 使用HMAC-SHA1进行消息签名, 返回字节数组,长度为20字节.** @param input 原始输入字符数组* @param key HMAC-SHA1密钥*/public static byte[] hmacSha1(byte[] input, byte[] key) {try {SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, HMACSHA1);Mac mac = Mac.getInstance(HMACSHA1);mac.init(secretKey);return mac.doFinal(input);} catch (GeneralSecurityException e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("使用HMAC-SHA1进行消息签名出错：",e);}}/*** 校验HMAC-SHA1签名是否正确.** @param expected 已存在的签名* @param input 原始输入字符串* @param key 密钥*/public static boolean isMacValid(byte[] expected, byte[] input, byte[] key) {byte[] actual = hmacSha1(input, key);return Arrays.equals(expected, actual);}/*** 生成HMAC-SHA1密钥,返回字节数组,长度为160位(20字节).* HMAC-SHA1算法对密钥无特殊要求, RFC2401建议最少长度为160位(20字节).*/public static byte[] generateHmacSha1Key() {try {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(HMACSHA1);keyGenerator.init(DEFAULT_HMACSHA1_KEYSIZE);SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();} catch (GeneralSecurityException e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("生成HMAC-SHA1密钥出错：",e);}}//-- AES funciton --//
    /*** 使用AES加密原始字符串.** @param input 原始输入字符数组* @param key 符合AES要求的密钥*/public byte[] aesEncrypt(byte[] input) {if (key.length != 16) {logger.info("Key长度不是16位");}return aes(input, key, Cipher.ENCRYPT_MODE);}/*** 使用AES加密原始字符串.** @param input 原始输入字符串*/public String aesEncrypt(String input) {try{byte[] encryptResult = aesEncrypt(input.getBytes());return Encodes.encodeHex(encryptResult);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("生成HMAC-SHA1密钥出错：",e);}}/*** 使用AES加密原始字符串* @param input 原始输入字符数组* @param key 符合AES要求的密钥* @param iv 初始向量*/public static byte[] aesEncrypt(byte[] input, byte[] key, byte[] iv) {return aes(input, key, iv, Cipher.ENCRYPT_MODE);}/*** 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.** @param input Hex编码的加密字符串* @param key 符合AES要求的密钥* @throws UnsupportedEncodingException*/public String aesDecrypt(byte[] input) throws UnsupportedEncodingException {if (key.length != 16) {logger.info("Key长度不是16位");}byte[] decryptResult = aes(input, key, Cipher.DECRYPT_MODE);//return new String(decryptResult);return new String(decryptResult,"utf-8");}/*** 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.** @param input Hex编码的加密字符串* @throws UnsupportedEncodingException*/public String aesDecrypt(String input) {try{return aesDecrypt(Encodes.decodeHex(input));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("解密出错：",e);}}/*** 使用AES解密字符串, 返回原始字符串.* @param input Hex编码的加密字符串* @param key 符合AES要求的密钥* @param iv 初始向量* @throws UnsupportedEncodingException*/public static String aesDecrypt(byte[] input, byte[] key, byte[] iv) throws UnsupportedEncodingException {byte[] decryptResult = aes(input, key, iv, Cipher.DECRYPT_MODE);return new String(decryptResult,"utf-8");}/*** 使用AES加密或解密无编码的原始字节数组, 返回无编码的字节数组结果.** @param input 原始字节数组* @param key 符合AES要求的密钥* @param mode Cipher.ENCRYPT_MODE 或 Cipher.DECRYPT_MODE*/private static byte[] aes(byte[] input, byte[] key, int mode) {try {SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, AES);Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);cipher.init(mode, secretKey);return cipher.doFinal(input);} catch (GeneralSecurityException e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("使用AES加密或解密无编码的原始字节数组出错：",e);}}/*** 使用AES加密或解密无编码的原始字节数组, 返回无编码的字节数组结果.** @param input 原始字节数组* @param key 符合AES要求的密钥* @param iv 初始向量* @param mode Cipher.ENCRYPT_MODE 或 Cipher.DECRYPT_MODE*/private static byte[] aes(byte[] input, byte[] key, byte[] iv, int mode) {try {SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, AES);IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC);cipher.init(mode, secretKey, ivSpec);return cipher.doFinal(input);} catch (GeneralSecurityException e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("使用AES加密或解密无编码的原始字节数组：",e);}}/*** 生成AES密钥,返回字节数组, 默认长度为128位(16字节).*/public static byte[] generateAesKey() {return generateAesKey(DEFAULT_AES_KEYSIZE);}/*** 生成AES密钥,可选长度为128,192,256位.*/public static byte[] generateAesKey(int keysize) {try {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(AES);keyGenerator.init(keysize);SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();} catch (GeneralSecurityException e) {e.printStackTrace();throw new CryptException("生成AES密钥出错：",e);}}/*** 生成随机向量,默认大小为cipher.getBlockSize(), 16字节.*/public static byte[] generateIV() {byte[] bytes = new byte[DEFAULT_IVSIZE];random.nextBytes(bytes);return bytes;}public byte[] getKey() {return key;}public void setKey(byte[] key) {this.key = key;}
}

自定义异常类：

/*** @包名 com.energy.util.AES* @创建人 jiangwenzhang* @日期 2018/6/8 0008* @时间 8:50* @描述*//***  自定义加密解密时产生的异常类*/
public class CryptException extends RuntimeException {private static final long serialVersionUID = 1L;public CryptException() {}public CryptException(String msg, Throwable e) {super(msg, e);}public CryptException(String msg) {super(msg);}public CryptException(Throwable cause) {super(cause);}
}

封装各种格式的编码解码工具类：

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.URLDecoder;
import java.net.URLEncoder;  import org.apache.commons.codec.DecoderException;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;  /** * 封装各种格式的编码解码工具类. *  * 1.Commons-Codec的 hex/base64 编码 * 2.自定义的base62 编码 * 3.Commons-Lang的xml/html escape * 4.JDK提供的URLEncoder *  */
public class Encodes {  private static final String DEFAULT_URL_ENCODING = "UTF-8";  private static final char[] BASE62 = "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz".toCharArray();  /** * Hex编码. */  public static String encodeHex(byte[] input) {  return Hex.encodeHexString(input);  }  /** * Hex解码. */  public static byte[] decodeHex(String input) {  try {  return Hex.decodeHex(input.toCharArray());  } catch (DecoderException e) {  throw new CryptException("Hex解码出错：", e);  }  }  /** * Base64编码. */  public static String encodeBase64(byte[] input) {  return Base64.encodeBase64String(input);  }  /** * Base64编码, URL安全(将Base64中的URL非法字符'+'和'/'转为'-'和'_', 见RFC3548). */  public static String encodeUrlSafeBase64(byte[] input) {  return Base64.encodeBase64URLSafeString(input);  }  /** * Base64解码. */  public static byte[] decodeBase64(String input) {  return Base64.decodeBase64(input);  }  /** * Base62编码。 */  public static String encodeBase62(byte[] input) {  char[] chars = new char[input.length];  for (int i = 0; i < input.length; i++) {  chars[i] = BASE62[((input[i] & 0xFF) % BASE62.length)];  }  return new String(chars);  }  /** * URL 编码, Encode默认为UTF-8.  */  public static String urlEncode(String part) {  try {  return URLEncoder.encode(part, DEFAULT_URL_ENCODING);  } catch (UnsupportedEncodingException e) {  throw new CryptException("URL 编码出错：", e);  }  }  /** * URL 解码, Encode默认为UTF-8.  */  public static String urlDecode(String part) {  try {  return URLDecoder.decode(part, DEFAULT_URL_ENCODING);  } catch (UnsupportedEncodingException e) {  throw new CryptException("URL 解码出错：", e);  }  }

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