维基百科中对AES加密的解释是这样的:
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。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为名投稿高级加密标准的甄选流程。(Rijndael的发音近于"Rhine doll")
严格地说,AES和Rijndael加密法并不完全一样(虽然在实际应用中两者可以互换),因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥长度:AES的区块长度固定为128 比特,密钥长度则可以是128,192或256比特;而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位的整数倍,以128位为下限,256比特为上限。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。
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“体(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回合密钥(round key)做XOR运算;每个子密钥由密钥生成方案产生。
SubBytes—通过一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内联的四个字节。最后一个加密循环中省略MixColumns步骤,而以另一个AddRoundKey替换。
而如今,移动端在和后端约定使用AES加密方式加密后,总会碰到一些问题,今天我就用iOS端和Java端为例子,讲解移动端和后端的AES加密方法。
首先,我们选用AES加密方式时,要先确定mode加密模式以及pad填充方式,而在这个项目中我选择了CBC加密模式以及PKCS5填充方式,并且使用了AES+Base64数据混合加密与解密。
这些模式以及填充方式的选择,在我们的代码中会有体现。
iOS平台的AES加密
首先我们先创建一个NSData类的category。并且引用头文件
#import <CommonCrypto/CommonCryptor.h>
单纯使用AES加密解密的代码如下
//(key和iv向量这里是16位的) 这里是CBC加密模式,安全性更高
- (NSData *)AES128EncryptWithKey:(NSString *)key gIv:(NSString *)Iv{//加密
char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1];
bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
char ivPtr[kCCKeySizeAES128+1];
memset(ivPtr, 0, sizeof(ivPtr));
[Iv getCString:ivPtr maxLength:sizeof(ivPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
size_t numBytesEncrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding,
keyPtr,
kCCBlockSizeAES128,
ivPtr,
[self bytes],
dataLength,
buffer,
bufferSize,
&numBytesEncrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesEncrypted];
}
free(buffer);
return nil;
}
//AES解密
- (NSData *)AES128DecryptWithKey:(NSString *)key gIv:(NSString *)Iv {
char keyPtr[kCCKeySizeAES128+1];
bzero(keyPtr, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
char ivPtr[kCCKeySizeAES128+1];
memset(ivPtr, 0, sizeof(ivPtr));
[Iv getCString:ivPtr maxLength:sizeof(ivPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger dataLength = [self length];
size_t bufferSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *buffer = malloc(bufferSize);
size_t numBytesDecrypted = 0;
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
kCCAlgorithmAES128,
kCCOptionPKCS7Padding,
keyPtr,
kCCBlockSizeAES128,
ivPtr,
[self bytes],
dataLength,
buffer,
bufferSize,
&numBytesDecrypted);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
return [NSData dataWithBytesNoCopy:buffer length:numBytesDecrypted];
}
free(buffer);
return nil;
}
而我们之前说了,这里是需要用AES+Base64数据混合加密与解密。
那么之后一个完整详细的加密过程是怎么样的呢。
来看接下来的代码
#pragma mark - AES加密
//将string转成带密码的data
+(NSString*)neu_encryptAESData:(NSString*)string
{
//将nsstring转化为nsdata
NSData *data = [string dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
//使用密码对nsdata进行加密
NSData *encryptedData = [data AES128EncryptWithKey:KEY gIv:Iv];
//返回进行base64进行转码的加密字符串
return [self encodeBase64Data:encryptedData];
}
上面就是我们使用的加密方法,注释很详细,当然了 - encodeBase64Data:
方法是我已经封装好了的,到时候下载的时候拿出来用就好了。
所以在我们加密解密时,只要去调用+(NSString*)neu_encryptAESData:(NSString*)string
这个方法就可以了,是不是其实非常简洁方便呢。 解密的代码我也贴一下,是一样简单的。
#pragma mark - AES解密
//将带密码的data转成string
+(NSString*)neu_decryptAESData:(NSString *)string
{
//base64解密
NSData *decodeBase64Data=[NEUBase64 decodeString:string];
//使用密码对data进行解密
NSData *decryData = [decodeBase64Data AES128DecryptWithKey:KEY gIv:Iv];
//将解了密码的nsdata转化为nsstring
NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:decryData encoding:NSUTF8StringEncoding];
return str;
}
iOS平台的AES加密到这里就结束了。
Java平台的AES加密
Java平台的加密解密,所有的配置和原理和iOS端都是一样的,所以我就偷懒了,直接把Java端的代码贴上来了。
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/**
* Created by Lix on 16/9/21.
*/
public class AESOperator {
/*
* 加密用的Key 可以用26个字母和数字组成 此处使用AES-128-CBC加密模式,key需要为16位。
*/
private String sKey = "ed16b1f8a9e648d4";
private String ivParameter = "ed16b1f8a9e648d4";
private static AESOperator instance = null;
private AESOperator() {
}
public static AESOperator getInstance() {
if (instance == null)
instance = new AESOperator();
return instance;
}
public static String Encrypt(String encData ,String secretKey,String vector) throws Exception {
if(secretKey == null) {
return null;
}
if(secretKey.length() != 16) {
return null;
}
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
byte[] raw = secretKey.getBytes();
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(vector.getBytes());// 使用CBC模式,需要一个向量iv,可增加加密算法的强度
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(encData.getBytes("utf-8"));
return new BASE64Encoder().encode(encrypted);// 此处使用BASE64做转码。
}
// 加密
public String encrypt(String sSrc) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
byte[] raw = sKey.getBytes();
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes());// 使用CBC模式,需要一个向量iv,可增加加密算法的强度
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, iv);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(sSrc.getBytes("utf-8"));
return new BASE64Encoder().encode(encrypted);// 此处使用BASE64做转码。
}
// 解密
public String decrypt(String sSrc) throws Exception {
try {
byte[] raw = sKey.getBytes("ASCII");
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivParameter.getBytes());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);
byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc);// 先用base64解密
byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
String originalString = new String(original, "utf-8");
return originalString;
} catch (Exception ex) {
return null;
}
}
public String decrypt(String sSrc,String key,String ivs) throws Exception {
try {
byte[] raw = key.getBytes("ASCII");
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivs.getBytes());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, iv);
byte[] encrypted1 = new BASE64Decoder().decodeBuffer(sSrc);// 先用base64解密
byte[] original = cipher.doFinal(encrypted1);
String originalString = new String(original, "utf-8");
return originalString;
} catch (Exception ex) {
return null;
}
}
public static String encodeBytes(byte[] bytes) {
StringBuffer strBuf = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
strBuf.append((char) (((bytes[i] >> 4) & 0xF) + ((int) 'a')));
strBuf.append((char) (((bytes[i]) & 0xF) + ((int) 'a')));
}
return strBuf.toString();
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 需要加密的字串
String cSrc = "123456";
// 加密
long lStart = System.currentTimeMillis();
String enString = AESOperator.getInstance().encrypt(cSrc);
System.out.println("加密后的字串是:" + enString);
long lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
System.out.println("加密耗时:" + lUseTime + "毫秒");
// 解密
lStart = System.currentTimeMillis();
String DeString = AESOperator.getInstance().decrypt(enString);
System.out.println("解密后的字串是:" + DeString);
lUseTime = System.currentTimeMillis() - lStart;
System.out.println("解密耗时:" + lUseTime + "毫秒");
}
}
Java端和iOS端的代码,都在这里,希望对您有帮助的可以Star一下。