Android-AES加解密

Android-RSA 分段加密解密
Android-Openssl創(chuàng)建RSA公鑰和私鑰
Android-AES加解密
Android-DH 秘鑰交換

1. AES(Advanced Encryption Standard) 介紹

AES 是比利時(shí)密碼學(xué)家Joan Daemen和Vincent Rijmen所設(shè)計(jì)的一種加密算法，又稱為 Rijndael 加密法。由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)經(jīng)過許多算法的篩選，高級加密標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Encryption Standard)在2001年11月26日發(fā)布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成為有效的標(biāo)準(zhǔn)，在全世界被廣泛使用。

AES 是一種對稱加密算法，即使用秘鑰加密數(shù)據(jù)以后，要使用相同的秘鑰才能解密。AES 加密方式比 DES 加密更安全，但是速度比不上 DES，但在不同運(yùn)行環(huán)境下能保持良好的性能。
AES 共有 5 種加密模式：

  1. ECB(Electronic Code Book) 電子密碼本模式
  2. CBC(Cipher Block Chaining) 加密塊鏈模式
  3. CFB(Cipher FeedBack Mode) 加密反饋模式
  4. OFB(Output FeedBack) 輸出反饋模式
  5. CTR(Counter) 計(jì)數(shù)器模式（不常見）

其中 ECB、CBC、CTR 為塊加密模式，CFB、OFB 為流加密模式。
AES 五種加密模式： https://www.cnblogs.com/starwolf/p/3365834.html

2. AES 加解密

import android.util.Log;

import java.io.Closeable;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
/**
 * AES 對稱加密算法，加解密工具類
 */
public class AESEncrypt {

    private static final String TAG = AESEncrypt.class.getSimpleName() + " --> ";

    /**
     * 加密算法
     */
    private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
   
    /**
     * AES 的 密鑰長度，32 字節(jié)，范圍：16 - 32 字節(jié)
     */
    public static final int SECRET_KEY_LENGTH = 32;

    /**
     * 字符編碼
     */
    private static final Charset CHARSET_UTF8 = StandardCharsets.UTF_8;

    /**
     * 秘鑰長度不足 16 個(gè)字節(jié)時(shí)，默認(rèn)填充位數(shù)
     */
    private static final String DEFAULT_VALUE = "0";
    /**
     * 加解密算法/工作模式/填充方式
     */
    private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";
    
   /**
     * AES 加密
     *
     * @param data      待加密內(nèi)容
     * @param secretKey 加密密碼，長度：16 或 32 個(gè)字符
     * @return 返回Base64轉(zhuǎn)碼后的加密數(shù)據(jù)
     */
    public static String encrypt(String data, String secretKey) {
        try {
            //創(chuàng)建密碼器
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);
            //初始化為加密密碼器
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getSecretKey(secretKey));
            byte[] encryptByte = cipher.doFinal(data.getBytes(CHARSET_UTF8));
            // 將加密以后的數(shù)據(jù)進(jìn)行 Base64 編碼
            return base64Encode(encryptByte);
        } catch (Exception e) {
            handleException(e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * AES 解密
     *
     * @param base64Data 加密的密文 Base64 字符串
     * @param secretKey  解密的密鑰，長度：16 或 32 個(gè)字符
     */
    public static String decrypt(String base64Data, String secretKey) {
        try {
            byte[] data = base64Decode(base64Data);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);
            //設(shè)置為解密模式
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getSecretKey(secretKey));
            //執(zhí)行解密操作
            byte[] result = cipher.doFinal(data);
            return new String(result, CHARSET_UTF8);
        } catch (Exception e) {
            handleException(e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 使用密碼獲取 AES 秘鑰
     */
    public static SecretKeySpec getSecretKey(String secretKey) {
        secretKey = toMakeKey(secretKey, SECRET_KEY_LENGTH, DEFAULT_VALUE);
        return new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(CHARSET_UTF8), KEY_ALGORITHM);
    }

    /**
     * 如果 AES 的密鑰小于 {@code length} 的長度，就對秘鑰進(jìn)行補(bǔ)位，保證秘鑰安全。
     *
     * @param secretKey 密鑰 key
     * @param length    密鑰應(yīng)有的長度
     * @param text      默認(rèn)補(bǔ)的文本
     * @return 密鑰
     */
    private static String toMakeKey(String secretKey, int length, String text) {
        // 獲取密鑰長度
        int strLen = secretKey.length();
        // 判斷長度是否小于應(yīng)有的長度
        if (strLen < length) {
            // 補(bǔ)全位數(shù)
            StringBuilder builder = new StringBuilder();
            // 將key添加至builder中
            builder.append(secretKey);
            // 遍歷添加默認(rèn)文本
            for (int i = 0; i < length - strLen; i++) {
                builder.append(text);
            }
            // 賦值
            secretKey = builder.toString();
        }
        return secretKey;
    }

   /**
     * 將 Base64 字符串 解碼成 字節(jié)數(shù)組
     */
    public static byte[] base64Decode(String data) {
        return Base64.decode(data, Base64.NO_WRAP);
    }

   /**
     * 將 字節(jié)數(shù)組 轉(zhuǎn)換成 Base64 編碼
     */
    public static String base64Encode(byte[] data) {
        return Base64.encodeToString(data, Base64.NO_WRAP);
    }

    /**
     * 處理異常
     */
    private static void handleException(Exception e) {
        e.printStackTrace();
        Log.e(TAG, TAG + e);
    }
}

3. AES 加解密文件

    /**
     * 對文件進(jìn)行AES加密
     *
     * @param sourceFile 待加密文件
     * @param dir        加密后的文件存儲(chǔ)路徑
     * @param toFileName 加密后的文件名稱
     * @param secretKey  密鑰
     * @return 加密后的文件
     */
    public static File encryptFile(File sourceFile, String dir, String toFileName, String secretKey) {
        try {
            // 創(chuàng)建加密后的文件
            File encryptFile = new File(dir, toFileName);
            // 根據(jù)文件創(chuàng)建輸出流
            FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(encryptFile);
            // 初始化 Cipher
            Cipher cipher = initFileAESCipher(secretKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
            // 以加密流寫入文件
            CipherInputStream cipherInputStream = new CipherInputStream(
                    new FileInputStream(sourceFile), cipher);
            // 創(chuàng)建緩存字節(jié)數(shù)組
            byte[] buffer = new byte[1024 * 2];
            // 讀取
            int len;
            // 讀取加密并寫入文件
            while ((len = cipherInputStream.read(buffer)) != -1) {
                outputStream.write(buffer, 0, len);
                outputStream.flush();
            }
            // 關(guān)閉加密輸入流
            cipherInputStream.close();
            closeStream(outputStream);
            return encryptFile;
        } catch (Exception e) {
            handleException(e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * AES解密文件
     *
     * @param sourceFile 源加密文件
     * @param dir        解密后的文件存儲(chǔ)路徑
     * @param toFileName 解密后的文件名稱
     * @param secretKey  密鑰
     */
    public static File decryptFile(File sourceFile, String dir, String toFileName, String secretKey) {
        try {
            // 創(chuàng)建解密文件
            File decryptFile = new File(dir, toFileName);
            // 初始化Cipher
            Cipher cipher = initFileAESCipher(secretKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
            // 根據(jù)源文件創(chuàng)建輸入流
            FileInputStream inputStream = new FileInputStream(sourceFile);
            // 獲取解密輸出流
            CipherOutputStream cipherOutputStream = new CipherOutputStream(
                    new FileOutputStream(decryptFile), cipher);
            // 創(chuàng)建緩沖字節(jié)數(shù)組
            byte[] buffer = new byte[1024 * 2];
            int len;
            // 讀取解密并寫入
            while ((len = inputStream.read(buffer)) >= 0) {
                cipherOutputStream.write(buffer, 0, len);
                cipherOutputStream.flush();
            }
            // 關(guān)閉流
            cipherOutputStream.close();
            closeStream(inputStream);
            return decryptFile;
        } catch (IOException e) {
            handleException(e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 初始化 AES Cipher
     *
     * @param secretKey  密鑰
     * @param cipherMode 加密模式
     * @return 密鑰
     */
    private static Cipher initFileAESCipher(String secretKey, int cipherMode) {
        try {
            // 創(chuàng)建密鑰規(guī)格
            SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKey(secretKey);
            // 獲取密鑰
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
            // 初始化
            cipher.init(cipherMode, secretKeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
            return cipher;
        } catch (Exception e) {
            handleException(e);
        }
        return null;
    }

    /**
     * 關(guān)閉流
     *
     * @param closeable 實(shí)現(xiàn)Closeable接口
     */
    private static void closeStream(Closeable closeable) {
        try {
            if (closeable != null) closeable.close();
        } catch (Exception e) {
            handleException(e);
        }
    }
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