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應用AES技術(shù)加密/解密字符串

software1 2011-05-31

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什么是AES？

引用中文維基百科的定義（瀏覽全文）：

密碼學中的高級加密標準（Advanced Encryption Standard，AES），又稱Rijndael加密法，是美國聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。經(jīng)過五年的甄選流程，高級加密標準由美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）于2001年11月26日發(fā)布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成為有效的標準。2006年，高級加密標準已然成為對稱密鑰加密中最流行的算法之一。該算法為比利時密碼學家Joan Daemen和Vincent Rijmen所設(shè)計，結(jié)合兩位作者的名字，以Rijdael之命名之，投稿高級加密標準的甄選流程（Rijdael的發(fā)音近于 “Rhine doll”）。

AES 加密過程是在一個4×4的字節(jié)矩陣上運作，這個矩陣又稱為“體（state）”，其初值就是一個明文區(qū)塊（矩陣中一個元素大小就是明文區(qū)塊中的一個 Byte）。（Rijndael加密法因支援更大的區(qū)塊，其矩陣行數(shù)可視情況增加）加密時，各輪AES加密循環(huán)（除最后一輪外）均包含4個步驟：

1. AddRoundKey — 矩陣中的每一個字節(jié)都與該次循環(huán)的子密鑰（round key）做XOR運算；每個子密鑰由密鑰生成方案產(chǎn)生。
2. SubBytes — 透過一個非線性的替換函數(shù)，用查找表的方式把每個字節(jié)替換成對應的字節(jié)。
3. ShiftRows — 將矩陣中的每個橫列進行循環(huán)式移位。
4. MixColumns — 為了充分混合矩陣中各個直行的操作。這個步驟使用線性轉(zhuǎn)換來混合每行內(nèi)的四個字節(jié)。

最后一個加密循環(huán)中省略MixColumns步驟，而以另一個AddRoundKey取代。

aes_encryption

如何在Android平臺應用AES加密技術(shù)呢？

創(chuàng)建加密/解密類源代碼：

01
import java.security.SecureRandom;   

02
  
03
import javax.crypto.Cipher; 

04
import javax.crypto.KeyGenerator; 

05
import javax.crypto.SecretKey; 

06
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;   

07
  
08
public class SimpleCrypto {   

09
  
10
    public static String encrypt(String seed, String cleartext) throws Exception { 

11
        byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes()); 

12
        byte[] result = encrypt(rawKey, cleartext.getBytes()); 

13
        return toHex(result); 

14
    }   

15
  
16
    public static String decrypt(String seed, String encrypted) throws Exception { 

17
        byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes()); 

18
        byte[] enc = toByte(encrypted); 

19
        byte[] result = decrypt(rawKey, enc); 

20
        return new String(result); 

21
    }   

22
  
23
    private static byte[] getRawKey(byte[] seed) throws Exception { 

24
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES"); 

25
        SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG"); 

26
        sr.setSeed(seed); 

27
        kgen.init(128, sr); // 192 and 256 bits may not be available 

28
        SecretKey skey = kgen.generateKey(); 

29
        byte[] raw = skey.getEncoded(); 

30
        return raw; 

31
    }   

32
  
33
    private static byte[] encrypt(byte[] raw, byte[] clear) throws Exception { 

34
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES"); 

35
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); 

36
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec); 

37
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(clear); 

38
        return encrypted; 

39
    }   

40
  
41
    private static byte[] decrypt(byte[] raw, byte[] encrypted) throws Exception { 

42
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES"); 

43
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); 

44
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec); 

45
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted); 

46
        return decrypted; 

47
    }   

48
  
49
    public static String toHex(String txt) { 

50
        return toHex(txt.getBytes()); 

51
    } 

52
    public static String fromHex(String hex) { 

53
        return new String(toByte(hex)); 

54
    }   

55
  
56
    public static byte[] toByte(String hexString) { 

57
        int len = hexString.length()/2; 

58
        byte[] result = new byte[len]; 

59
        for (int i = 0; i < len; i++) 

60
            result[i] = Integer.valueOf(hexString.substring(2*i, 2*i+2), 16).byteValue(); 

61
        return result; 

62
    }   

63
  
64
    public static String toHex(byte[] buf) { 

65
        if (buf == null) 

66
            return ""; 

67
        StringBuffer result = new StringBuffer(2*buf.length); 

68
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) { 

69
            appendHex(result, buf[i]); 

70
        } 

71
        return result.toString(); 

72
    } 

73
    private final static String HEX = "0123456789ABCDEF"; 

74
    private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) { 

75
        sb.append(HEX.charAt((b>>4)&0x0f)).append(HEX.charAt(b&0x0f)); 

76
    }   

77
  
78
}

使用方法：

加密 –

1 String encryptingCode = SimpleCrypto.encrypt(masterPassword,originalText);

解密 –

1 String originalText = SimpleCrypto.decrypt(masterpassword, encryptingCode);

masterpassword: 密碼。

encryptingCode：加密后的字符串。

originalText: 需要加密的字符串。