Java实现AES加密算法的简单示例分享

高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称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。
大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“状态（state）”，其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支持更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：

• AddRoundKey ― 矩阵中的每一个字节都与该次轮秘钥（round key）做XOR运算；每个子密钥由密钥生成方案产生。
• SubBytes ― 通过个非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。
• ShiftRows ― 将矩阵中的每个横列进行循环式移位。
• MixColumns ― 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。

最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。

Java基本实现：

package com.stone.security;  import java.util.Arrays;  import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;  /**  * AES 算法 对称加密，密码学中的高级加密标准 2005年成为有效标准  */ public class AES {  static Cipher cipher;  static final String KEY_ALGORITHM = "AES";  static final String CIPHER_ALGORITHM_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding";  static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding"; /**  * AES/CBC/NoPadding 要求  * 密钥必须是16位的；Initialization vector (IV) 必须是16位  * 待加密内容的长度必须是16的倍数，如果不是16的倍数，就会出如下异常：  * javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length not multiple of 16 bytes  *  * 由于固定了位数，所以对于被加密数据有中文的, 加、解密不完整  *  * 可 以看到，在原始数据长度为16的整数n倍时，假如原始数据长度等于16*n，则使用NoPadding时加密后数据长度等于16*n，  * 其它情况下加密数据长 度等于16*(n+1)。在不足16的整数倍的情况下，假如原始数据长度等于16*n+m[其中m小于16]，  * 除了NoPadding填充之外的任何方 式，加密数据长度都等于16*(n+1).  */  static final String CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding = "AES/CBC/NoPadding";   static SecretKey secretKey;    public static void main(String[] args) throws Exception {  method1("a*jal)k32J8czx国为国宽");  method2("a*jal)k32J8czx国为国宽");  method3("a*jal)k32J8czx国为国宽");    method4("123456781234为国宽");// length = 16  method4("12345678abcdefgh");// length = 16    }   /**  * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/ECB  */  static void method1(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);  //KeyGenerator 生成aes算法密钥  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。    System.out.println("method1-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method1-解密后：" + new String(decrypt));    }   /**  * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/ECB/PKCS5Padding  */  static void method2(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_ECB);  //KeyGenerator 生成aes算法密钥  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//使用加密模式初始化 密钥  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。    System.out.println("method2-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//使用解密模式初始化 密钥  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method2-解密后：" + new String(decrypt));    }   static byte[] getIV() {  String iv = "1234567812345678"; //IV length: must be 16 bytes long  return iv.getBytes();  }   /**  * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/CBC/PKCS5Padding  */  static void method3(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC);  //KeyGenerator 生成aes算法密钥  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。    System.out.println("method3-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);  System.out.println("method3-解密后：" + new String(decrypt));    }   /**  * 使用AES 算法 加密，默认模式 AES/CBC/NoPadding 参见上面对于这种mode的数据限制  */  static void method4(String str) throws Exception {  cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM_CBC_NoPadding);  //KeyGenerator 生成aes算法密钥  secretKey = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM).generateKey();  System.out.println("密钥的长度为：" + secretKey.getEncoded().length);    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用加密模式初始化 密钥  byte[] encrypt = cipher.doFinal(str.getBytes(), 0, str.length()); //按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作。    System.out.println("method4-加密：" + Arrays.toString(encrypt));  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(getIV()));//使用解密模式初始化 密钥  byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);    System.out.println("method4-解密后：" + new String(decrypt));    }  }