Java使用AES加密和解密的实例详解

本文主要是介绍Java使用AES加密和解密的实例详解，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国政府正式宣布选中比利时密码学家Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一种密码算法RIJNDAEL 作为 AES. 　　在应用方面，尽管DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用，为提高安全强度，通常使用独立密钥的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。流密码体制较之分组密码在理论上成熟且安全，但未被列入下一代加密标准。

AES加密数据块和密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个。

AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：
1、密钥扩展（KeyExpansion）
2、初始轮（Initial Round）
3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey
4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。

package com.jeewechat.wechat.util;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.math.BigInteger;
import java.util.Base64;

/** 
* @description TODO AESUtils 加密解密
*/
public class AESUtils {
    //密钥 (需要前端和后端保持一致)
    public static final String KEY = "ASDFGHJKLZXCVBNM";
    //算法
    private static final String ALGORITHMSTR = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    //密钥
    public static final String IV_KEY = "QWERTYUIOPZXCVBN";

    //算法(恢复有ECB加解密方式，微厅，手厅需要用)
    private static final String ALGORITHMSTRCSS = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    /**
     * aes解密
     * @param encrypt   内容
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String aesDecrypt(String encrypt) {
        try {
            return aesDecrypt(encrypt, KEY);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }  
    }  
      
    /** 
     * aes加密 
     * @param content 
     * @return 
     * @throws Exception 
     */  
    public static String aesEncrypt(String content) {  
        try {
            return aesEncrypt(content, KEY);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return "";
        }
    }

    /**
     * 将byte[]转为各种进制的字符串
     * @param bytes byte[]
     * @param radix 可以转换进制的范围，从Character.MIN_RADIX到Character.MAX_RADIX，超出范围后变为10进制
     * @return 转换后的字符串
     */
    public static String binary(byte[] bytes, int radix){
        return new BigInteger(1, bytes).toString(radix);// 这里的1代表正数
    }

    /**
     * base 64 encode
     * @param bytes 待编码的byte[]
     * @return 编码后的base 64 code
     */
    public static String base64Encode(byte[] bytes){
        return Base64.getMimeEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    /**
     * base 64 decode
     * @param base64Code 待解码的base 64 code
     * @return 解码后的byte[]
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] base64Decode(String base64Code) throws Exception{
        return base64Code == null || base64Code.trim().length() <= 0 ? null : Base64.getMimeDecoder().decode(base64Code);
    }


    /**
     * AES加密
     * @param content 待加密的内容
     * @param encryptKey 加密密钥
     * @return 加密后的byte[]
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] aesEncryptToBytes(String content, String encryptKey) throws Exception {
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        kgen.init(128);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHMSTR);
        // @remark modify start zwx488614 2019-11-19 V600R005C21L86HB3 对字符串的编码转换，添加指定编码方式"UTF-8"
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV_KEY.getBytes("UTF-8"));
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes("UTF-8"), "AES"),iv);
        return cipher.doFinal(content.getBytes("utf-8"));
        // @remark modify end zwx488614 2019-11-19 V600R005C21L86HB3 对字符串的编码转换，添加指定编码方式"UTF-8"
    }
  
    /** 
     * AES加密为base 64 code 
     * @param content 待加密的内容 
     * @param encryptKey 加密密钥 
     * @return 加密后的base 64 code 
     * @throws Exception 
     */  
    public static String aesEncrypt(String content, String encryptKey) throws Exception {  
        return base64Encode(aesEncryptToBytes(content, encryptKey));  
    }  
  
    /** 
     * AES解密 
     * @param encryptBytes 待解密的byte[] 
     * @param decryptKey 解密密钥 
     * @return 解密后的String 
     * @throws Exception 
     */  
    public static String aesDecryptByBytes(byte[] encryptBytes, String decryptKey) throws Exception {  
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");  
        kgen.init(128);  
        
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHMSTR);
        // @remark modify start zwx488614 2019-11-19 V600R005C21L86HB3 对字符串的编码转换，添加指定编码方式"UTF-8"
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV_KEY.getBytes("UTF-8"));
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes("UTF-8"), "AES"),iv);
        byte[] decryptBytes = cipher.doFinal(encryptBytes);
        return new String(decryptBytes,"UTF-8");
        // @remark modify end zwx488614 2019-11-19 V600R005C21L86HB3 对字符串的编码转换，添加指定编码方式"UTF-8"
    }


    /**
     * 将base 64 code AES解密
     * @param encryptStr 待解密的base 64 code
     * @param decryptKey 解密密钥
     * @return 解密后的string
     * @throws Exception
     */
    public static String aesDecrypt(String encryptStr, String decryptKey) throws Exception {
        return encryptStr == null || encryptStr.trim().length() <= 0  ? null : aesDecryptByBytes(base64Decode(encryptStr), decryptKey);
    }

    // 手机号码前三后四中间脱敏 格式 176****9901
    public static String mobileDesensitization(String mobile) {
        if (mobile != null && mobile.trim().length() > 0 ) {
            return mobile;
        }
        //十一位数直接脱敏
        if (mobile.length() == 11) {
            return mobile.replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2");
        } else {
            //非十一位数为AES加密后的，需要解密后脱敏
            return aesDecrypt(mobile).replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2");
        }
    }

    /**
     * AES加密
     * @param content 待加密的内容
     * @param encryptKey 加密密钥
     * @return 加密后的byte[]
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] cssAesEncryptToBytes(String content, String encryptKey) throws Exception {
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        kgen.init(128);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHMSTRCSS);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes("UTF-8"), "AES"));
        return cipher.doFinal(content.getBytes("utf-8"));
    }

    /**
     * AES解密
     * @param encryptBytes 待解密的byte[]
     * @param decryptKey 解密密钥
     * @return 解密后的String
     * @throws Exception
     */
    public static String cssAesDecryptByBytes(byte[] encryptBytes, String decryptKey) throws Exception {
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        kgen.init(128);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHMSTRCSS);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes("UTF-8"), "AES"));
        byte[] decryptBytes = cipher.doFinal(encryptBytes);
        return new String(decryptBytes,"UTF-8");
    }

    /**
     * AES加密为base 64 code
     * @param content 待加密的内容
     * @param encryptKey 加密密钥
     * @return 加密后的base 64 code
     * @throws Exception
     */
    public static String cssAesEncrypt(String content, String encryptKey) throws Exception {
        return base64Encode(cssAesEncryptToBytes(content, encryptKey));
    }

    /**
     * base 64 decode
     * @param base64Code 待解码的base 64 code
     * @return 解码后的byte[]
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] cssBase64Decode(String base64Code) throws Exception{
        return base64Code == null || base64Code.trim().length() <= 0  ? null : Base64.getDecoder().decode(base64Code);
    }

    /**
     * 将base 64 code AES解密
     * @param encryptStr 待解密的base 64 code
     * @param decryptKey 解密密钥
     * @return 解密后的string
     * @throws Exception
     */
    public static String cssAesDecrypt(String encryptStr, String decryptKey) throws Exception {
        return encryptStr == null || encryptStr.trim().length() <= 0 ? null : cssAesDecryptByBytes(cssBase64Decode(encryptStr), decryptKey);
    }


    /**
     * main 测试案例
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        String content = "String";
        System.out.println("加密前：" + content);  
        System.out.println("加密密钥和解密密钥：" + KEY);  
        String encrypt = aesEncrypt(content, KEY);
        System.out.println("加密后：" + encrypt);
        String decrypt = aesDecrypt(encrypt, KEY);
        System.out.println("解密后：" + decrypt);
        System.out.println("________________________________");
        String encryptPhoneNum = "17695529901";
        String phoneNum = AESUtils.aesEncrypt(encryptPhoneNum);
        System.out.println("加密密钥" + phoneNum);
        String decryptPhoneNum = AESUtils.aesDecrypt( phoneNum);
        System.out.println("解密密钥" +decryptPhoneNum);
    } 
}

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