思維導圖

一、AES加解密

1.概述

1.1 概念

AES：進階加密标準（Advanced Encryption Standard）是一種對稱加密的區塊加密标準。

（1）替代DES的新一代分組加密算法

（2）支援三種長度密鑰：128、192、256位

1.2 加解密過程

分組加密、分組解密

1.2.1 分組加解密

将待加解密的内容按照128位分組，将密鑰按照128位、192位、256位分組，分别将分組後的明文與相應分組後的密鑰加解密。

（1）明文與密鑰分組

明文分組

每組長度相等，都是128位（16位元組）
密鑰分組

有128位、192位、256位，推薦加密輪數分别為 10、12、14

（2）密鑰組處理

以每組128位為例：

推薦加密輪數為10，前9次執行操作一樣，第10次有所不同

（3）加密

明文與密鑰分組後，對每組如下操作：

明文組與密鑰組處理 ----> 輪密鑰加 ----> 10輪加密 ---->

密文組

（4）解密

對每組如下操作：

密文組 ----> 輪密鑰加 ----> 10輪加密 ---->

明文組

1.2.2 4種操作

資訊安全（一）思維導圖一、AES加解密

（1）AddRoundKey （輪密鑰加）

矩陣中的每一個位元組都與該次輪密鑰（Round Key）做XOR運算
每個子密鑰由密鑰生成方案産生

（2）SubBytes（位元組替代）

通過非線性的替代函數，用查找表的方式把每個位元組替換成對應的位元組。

（3）ShiftRows（行移位）

将矩陣中的每個橫列進行循環式移位

（4）MixColumns （列混淆）

為了充分混合矩陣中各個直行
使用線性轉換來混合每列的4個位元組

1.2.2 明文填充模式

（1）為什麼要填充？

如一段明文長度是192位，如果按每128位拆，第二個明文塊隻有64位，不足128位，就需要對明文塊進行填充

（2）分類

NoPadding

不做任何填充，但是要求明文必須是16位元組（128bit）的整數倍。
PKCS5Padding（預設）

如果明文塊少于16個位元組（128bit），在明文塊末尾補足相應數量的字元。

且每個位元組的值等于缺少的字元數。

如：明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6個位元組，則補全為{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,6,6,6,6,6,6}

ISO10126Padding

如果明文塊少于16個位元組（128bit），在明文塊末尾補足相應數量的字元。

最後一個字元值等于缺少的字元數，其他字元填充随機數。

如明文：{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e},缺少6個位元組，則可能補全為{1,2,3,4,5,a,b,c,d,e,5,c,3,G,$,6}

1.3 Java實作

注意： AES加密包含Base64加密

加密： AES加密 -> Base64加密 -> 密文

解密： Base64解密 -> AES解密 -> 明文

測試位址：http://tool.chacuo.net/cryptaes

1.3.1 Java代碼

import org.apache.commons.lang3.RandomStringUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.util.Base64Utils;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
 * AES加密工具類
 * @author kevin
 */
public class AESUtil {
    /**
     * 日志相關
     */
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(AESUtil.class);
    /**
     * 編碼
     */
    private static final String ENCODING = "UTF-8";
    /**
     * 算法定義
     */
    private static final String AES_ALGORITHM = "AES";
    /**
     * 指定填充方式
     */
    private static final String CIPHER_PADDING = "AES/ECB/PKCS5Padding";
    private static final String CIPHER_CBC_PADDING = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    /**
     * 偏移量(CBC中使用，增強加密算法強度)
     */
    private static final String IV_SEED = "1234567812345678";


    private static final String AES_KEY = "equ6drp6nrwmgf1t";

    /**
     * AES加密
     * @param content 待加密内容
     */
    public static String encrypt(String content){
        if(StringUtils.isBlank(content)){
            LOGGER.info("AES encrypt: the content is null!");
            return null;
        }
        //判斷秘鑰是否為16位
        if(StringUtils.isNotBlank(AES_KEY) && AES_KEY.length() == 16){
            try {
                //對密碼進行編碼
                byte[] bytes = AES_KEY.getBytes(ENCODING);
                //設定加密算法，生成秘鑰
                SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(bytes, AES_ALGORITHM);
                // "算法/模式/補碼方式"
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_PADDING);
                //選擇加密
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
                //根據待加密内容生成位元組數組
                byte[] encrypted = cipher.doFinal(content.getBytes(ENCODING));
                //傳回base64字元串
                return Base64Utils.encodeToString(encrypted);
            } catch (Exception e) {
                LOGGER.info("AES encrypt exception:" + e.getMessage());
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }else {
            LOGGER.info("AES encrypt: the AES_KEY is null or error!");
            return null;
        }
    }

    /**
     * 解密
     * @param content 待解密内容
     */
    public static String decrypt(String content){
        if(StringUtils.isBlank(content)){
            LOGGER.info("AES decrypt: the content is null!");
            return null;
        }
        //判斷秘鑰是否為16位
        if(StringUtils.isNotBlank(AES_KEY) && AES_KEY.length() == 16){
            try {
                //對密碼進行編碼
                byte[] bytes = AES_KEY.getBytes(ENCODING);
                //設定解密算法，生成秘鑰
                SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(bytes, AES_ALGORITHM);
                // "算法/模式/補碼方式"
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_PADDING);
                //選擇解密
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);

                //先進行Base64解碼
                byte[] decodeBase64 = Base64Utils.decodeFromString(content);

                //根據待解密内容進行解密
                byte[] decrypted = cipher.doFinal(decodeBase64);
                //将位元組數組轉成字元串
                return new String(decrypted, ENCODING);
            } catch (Exception e) {
                LOGGER.info("AES decrypt exception:" + e.getMessage());
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }else {
            LOGGER.info("AES decrypt: the AES_KEY is null or error!");
            return null;
        }
    }

    /**
     * AES_CBC加密
     * @param content 待加密内容
     */
    public static String encryptCBC(String content){
        if(StringUtils.isBlank(content)){
            LOGGER.info("AES_CBC encrypt: the content is null!");
            return null;
        }
        //判斷秘鑰是否為16位
        if(StringUtils.isNotBlank(AES_KEY) && AES_KEY.length() == 16){
            try {
                //對密碼進行編碼
                byte[] bytes = AES_KEY.getBytes(ENCODING);
                //設定加密算法，生成秘鑰
                SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(bytes, AES_ALGORITHM);
                // "算法/模式/補碼方式"
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_CBC_PADDING);
                //偏移
                IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV_SEED.getBytes(ENCODING));
                //選擇加密
                cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
                //根據待加密内容生成位元組數組
                byte[] encrypted = cipher.doFinal(content.getBytes(ENCODING));
                //傳回base64字元串
                return Base64Utils.encodeToString(encrypted);
            } catch (Exception e) {
                LOGGER.info("AES_CBC encrypt exception:" + e.getMessage());
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }else {
            LOGGER.info("AES_CBC encrypt: the AES_KEY is null or error!");
            return null;
        }
    }

    /**
     * AES_CBC解密
     * @param content 待解密内容
     */
    public static String decryptCBC(String content){
        if(StringUtils.isBlank(content)){
            LOGGER.info("AES_CBC decrypt: the content is null!");
            return null;
        }
        //判斷秘鑰是否為16位
        if(StringUtils.isNotBlank(AES_KEY) && AES_KEY.length() == 16){
            try {
                //對密碼進行編碼
                byte[] bytes = AES_KEY.getBytes(ENCODING);
                //設定解密算法，生成秘鑰
                SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(bytes, AES_ALGORITHM);
                //偏移
                IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IV_SEED.getBytes(ENCODING));
                // "算法/模式/補碼方式"
                Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_CBC_PADDING);
                //選擇解密
                cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);

                //先進行Base64解碼
                byte[] decodeBase64 = Base64Utils.decodeFromString(content);

                //根據待解密内容進行解密
                byte[] decrypted = cipher.doFinal(decodeBase64);
                //将位元組數組轉成字元串
                return new String(decrypted, ENCODING);
            } catch (Exception e) {
                LOGGER.info("AES_CBC decrypt exception:" + e.getMessage());
                throw new RuntimeException(e);
            }

        }else {
            LOGGER.info("AES_CBC decrypt: the AES_KEY is null or error!");
            return null;
        }
    }

    /**
     * 擷取随機AES密鑰
     */
    private static String getAESKey(){
        return RandomStringUtils.random(16, "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz1234567890");
    }



    public static void main(String[] args) {
        // AES支援三種長度的密鑰：128位、192位、256位。
        // 代碼中這種就是128位的加密密鑰，16位元組 * 8位/位元組 = 128位。

        String aesResult = encrypt("測試AES加密");
        System.out.println("AES加密結果:" + aesResult);
        System.out.println();

        System.out.println("---------解密---------");
        String decrypt = decrypt(aesResult);
        System.out.println("AES解密結果:" + decrypt);
        System.out.println();


        System.out.println("--------AES_CBC加密解密---------");
        String cbcResult = encryptCBC("測試AESCBC加密");
        System.out.println("AES_CBC加密結果:" + cbcResult);
        System.out.println();

        System.out.println("---------AES_CBC解密---------");
        String cbcDecrypt = decryptCBC(cbcResult);
        System.out.println("AES_CBC解密結果:" + cbcDecrypt);
        System.out.println();
    }
}

1.3.2 執行結果

AES加密結果:CSx/Cg6F7paoo9J7AujBYg==

---------解密---------
AES解密結果:測試AES加密

--------AES_CBC加密解密---------
AES_CBC加密結果:hmlwSKLW91JhGMqEFozBLzidi6YRVjei0Hw1QkW07ac=

---------AES_CBC解密---------
AES_CBC解密結果:測試AESCBC加密

1.3.3線上驗證

驗證位址：http://tool.chacuo.net/cryptaes

資訊安全（一）思維導圖一、AES加解密

另附安卓代碼實作，如下：

AES加密(二) — Aes256帶偏移量加/解密

下一篇跳轉–資訊安全（一）

本篇文章主要參考連結如下：

參考連結1-Java實作加密（一）AES加解密

持續更新中…

随心所往，看見未來。Follow your heart，see light！

歡迎點贊、關注、留言，一起學習、交流！

資訊安全（一）思維導圖一、AES加解密

思維導圖

一、AES加解密

1.概述

1.1 概念

（1）替代DES的新一代分組加密算法

（2）支援三種長度密鑰：128、192、256位

1.2 加解密過程

1.2.1 分組加解密

（1）明文與密鑰分組

（2）密鑰組處理

（3）加密

（4）解密

1.2.2 4種操作

（1）AddRoundKey （輪密鑰加）

（2）SubBytes（位元組替代）

（3）ShiftRows（行移位）

（4）MixColumns （列混淆）

1.2.2 明文填充模式

1.3 Java實作

1.3.1 Java代碼

1.3.2 執行結果

1.3.3線上驗證

繼續閱讀

Hydra-密碼破解神器

watermark performance standard &amp; algorithms

HOOK技術：劫持資訊前言建立項目檔案建立DLL

加解密簽名和驗簽（RSA）

滲透學習工具篇之——Nmap

C#生成密鑰對，JAVA進行簽名驗簽、加密解密

RES加密解密以及簽名驗簽RES加密解密以及簽名驗簽

加密解密與加簽驗簽

圖解公鑰與私鑰，加密解密、簽名驗簽流程，什麼是 CA 證書

openssl庫實作rsa加解密1、已知公鑰密鑰進行加密和解密

go加解密系列——AES加解密

go加解密系列——3DES加解密

Java 實作RSA非對稱加密算法的簽名與驗簽

【非常重要】重視網絡安全法律責任，全面落實網絡安全保護工作

如何查詢和下載下傳學信網電子注冊備案表，詳細步驟請看下文。在求學、考試、工作、升職稱的過程中，學信網電子注冊備案表都是必不可

關于.SMP格式音樂加密檔案破解方法的一些嘗試關于.SMP格式音樂加密檔案破解方法的一些嘗試