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應(yīng)用AES技術(shù)加密/解密字符串

 software1 2011-05-31

什么是AES？

引用中文維基百科的定義（瀏覽全文）：

密碼學(xué)中的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard，AES），又稱Rijndael加密法，是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)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(guò)五年的甄選流程，高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。2006年，高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)已然成為對(duì)稱密鑰加密中最流行的算法之一。該算法為比利時(shí)密碼學(xué)家Joan Daemen和Vincent Rijmen所設(shè)計(jì)，結(jié)合兩位作者的名字，以Rijdael之命名之，投稿高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)的甄選流程（Rijdael的發(fā)音近于 “Rhine doll”）。

AES 加密過(guò)程是在一個(gè)4×4的字節(jié)矩陣上運(yùn)作，這個(gè)矩陣又稱為“體（state）”，其初值就是一個(gè)明文區(qū)塊（矩陣中一個(gè)元素大小就是明文區(qū)塊中的一個(gè) 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(shí)，各輪AES加密循環(huán)（除最后一輪外）均包含4個(gè)步驟：

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

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

aes_encryption

如何在Android平臺(tái)應(yīng)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。

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