9月 162015
 

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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,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。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Rijndael之命名之,投稿高级加密标准的甄选流程。(Rijdael的发音近于 “Rhinedoll”。)

 

AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。

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。

 

JDK对DESede算法的支持

密钥长度:128位
工作模式:ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式:Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/
  

工作模式和填充方式请参考:      JAVA加密解密基础

十六进制工具类Hex.java,见:   java byte数组与十六进制字符串互转 
AES加密解密的java实现:
AESCoder.java

Java代码  收藏代码

  1. import java.security.Key;  
  2. import java.security.NoSuchAlgorithmException;  
  3.   
  4. import javax.crypto.Cipher;  
  5. import javax.crypto.KeyGenerator;  
  6. import javax.crypto.SecretKey;  
  7. import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;  
  8.   
  9. /** 
  10.  * AES Coder<br/> 
  11.  * secret key length:   128bit, default:    128 bit<br/> 
  12.  * mode:    ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128<br/> 
  13.  * padding: Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/ 
  14.  *  
  15.  */  
  16. public class AESCoder {  
  17.       
  18.     /** 
  19.      * 密钥算法 
  20.     */  
  21.     private static final String KEY_ALGORITHM = “AES”;  
  22.       
  23.     private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = “AES/ECB/PKCS5Padding”;  
  24.       
  25.     /** 
  26.      * 初始化密钥 
  27.      *  
  28.      * @return byte[] 密钥  
  29.      * @throws Exception 
  30.      */  
  31.     public static byte[] initSecretKey() {  
  32.         //返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象  
  33.         KeyGenerator kg = null;  
  34.         try {  
  35.             kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
  36.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  37.             e.printStackTrace();  
  38.             return new byte[0];  
  39.         }  
  40.         //初始化此密钥生成器,使其具有确定的密钥大小  
  41.         //AES 要求密钥长度为 128  
  42.         kg.init(128);  
  43.         //生成一个密钥  
  44.         SecretKey  secretKey = kg.generateKey();  
  45.         return secretKey.getEncoded();  
  46.     }  
  47.       
  48.     /** 
  49.      * 转换密钥 
  50.      *  
  51.      * @param key   二进制密钥 
  52.      * @return 密钥 
  53.      */  
  54.     private static Key toKey(byte[] key){  
  55.         //生成密钥  
  56.         return new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);  
  57.     }  
  58.       
  59.     /** 
  60.      * 加密 
  61.      *  
  62.      * @param data  待加密数据 
  63.      * @param key   密钥 
  64.      * @return byte[]   加密数据 
  65.      * @throws Exception 
  66.      */  
  67.     public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{  
  68.         return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
  69.     }  
  70.       
  71.     /** 
  72.      * 加密 
  73.      *  
  74.      * @param data  待加密数据 
  75.      * @param key   二进制密钥 
  76.      * @return byte[]   加密数据 
  77.      * @throws Exception 
  78.      */  
  79.     public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
  80.         return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
  81.     }  
  82.       
  83.       
  84.     /** 
  85.      * 加密 
  86.      *  
  87.      * @param data  待加密数据 
  88.      * @param key   二进制密钥 
  89.      * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
  90.      * @return byte[]   加密数据 
  91.      * @throws Exception 
  92.      */  
  93.     public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
  94.         //还原密钥  
  95.         Key k = toKey(key);  
  96.         return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);  
  97.     }  
  98.       
  99.     /** 
  100.      * 加密 
  101.      *  
  102.      * @param data  待加密数据 
  103.      * @param key   密钥 
  104.      * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
  105.      * @return byte[]   加密数据 
  106.      * @throws Exception 
  107.      */  
  108.     public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
  109.         //实例化  
  110.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);  
  111.         //使用密钥初始化,设置为加密模式  
  112.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);  
  113.         //执行操作  
  114.         return cipher.doFinal(data);  
  115.     }  
  116.       
  117.       
  118.       
  119.     /** 
  120.      * 解密 
  121.      *  
  122.      * @param data  待解密数据 
  123.      * @param key   二进制密钥 
  124.      * @return byte[]   解密数据 
  125.      * @throws Exception 
  126.      */  
  127.     public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
  128.         return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
  129.     }  
  130.       
  131.     /** 
  132.      * 解密 
  133.      *  
  134.      * @param data  待解密数据 
  135.      * @param key   密钥 
  136.      * @return byte[]   解密数据 
  137.      * @throws Exception 
  138.      */  
  139.     public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{  
  140.         return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
  141.     }  
  142.       
  143.     /** 
  144.      * 解密 
  145.      *  
  146.      * @param data  待解密数据 
  147.      * @param key   二进制密钥 
  148.      * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
  149.      * @return byte[]   解密数据 
  150.      * @throws Exception 
  151.      */  
  152.     public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
  153.         //还原密钥  
  154.         Key k = toKey(key);  
  155.         return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);  
  156.     }  
  157.   
  158.     /** 
  159.      * 解密 
  160.      *  
  161.      * @param data  待解密数据 
  162.      * @param key   密钥 
  163.      * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
  164.      * @return byte[]   解密数据 
  165.      * @throws Exception 
  166.      */  
  167.     public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
  168.         //实例化  
  169.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);  
  170.         //使用密钥初始化,设置为解密模式  
  171.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);  
  172.         //执行操作  
  173.         return cipher.doFinal(data);  
  174.     }  
  175.       
  176.     private static String  showByteArray(byte[] data){  
  177.         if(null == data){  
  178.             return null;  
  179.         }  
  180.         StringBuilder sb = new StringBuilder(“{“);  
  181.         for(byte b:data){  
  182.             sb.append(b).append(“,”);  
  183.         }  
  184.         sb.deleteCharAt(sb.length()-1);  
  185.         sb.append(“}”);  
  186.         return sb.toString();  
  187.     }  
  188.       
  189.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  190.         byte[] key = initSecretKey();  
  191.         System.out.println(“key:”+showByteArray(key));  
  192.           
  193.         Key k = toKey(key);  
  194.           
  195.         String data =“AES数据”;  
  196.         System.out.println(“加密前数据: string:”+data);  
  197.         System.out.println(“加密前数据: byte[]:”+showByteArray(data.getBytes()));  
  198.         System.out.println();  
  199.         byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), k);  
  200.         System.out.println(“加密后数据: byte[]:”+showByteArray(encryptData));  
  201.         System.out.println(“加密后数据: hexStr:”+Hex.encodeHexStr(encryptData));  
  202.         System.out.println();  
  203.         byte[] decryptData = decrypt(encryptData, k);  
  204.         System.out.println(“解密后数据: byte[]:”+showByteArray(decryptData));  
  205.         System.out.println(“解密后数据: string:”+new String(decryptData));  
  206.           
  207.     }  
  208. }  

转自:http://aub.iteye.com/blog/1133494

 Posted by at 上午8:52

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