摘要：序本文主要小結(jié)一下里頭的以及加解密。屬于塊加密，塊加密中有等幾種工作模式。與一樣在加密前需要對數(shù)據(jù)進行填充，不是很適合對流數(shù)據(jù)進行加密。

本文主要小結(jié)一下java里頭的AES以及RSA加解密。

使用AES加密時需要幾個參數(shù)：

密鑰長度（Key Size）

AES算法下，key的長度有三種：128、192和256 bits。由于歷史原因，JDK默認只支持不大于128 bits的密鑰，而128 bits的key已能夠滿足商用安全需求。

加密模式（Cipher Mode）

分組密碼算法只能加密固定長度的分組，但是我們需要加密的明文長度可能會超過分組密碼的分組長度，這時就需要對分組密碼算法進行迭代，以便將一段很長的明文全部加密。而迭代的方法就稱為分組密碼的模式。
AES屬于塊加密（Block Cipher），塊加密中有CBC、ECB、CTR、OFB、CFB等幾種工作模式。

ECB過于簡單而不安全(ECB模式由于每塊數(shù)據(jù)的加密是獨立的因此加密和解密都可以并行計算，ECB模式最大的缺點是相同的明文塊會被加密成相同的密文塊，這種方法在某些環(huán)境下不能提供嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保密性)；

CFB可被施以重放攻擊；

OFB 和 CTR 都可被主動攻擊者反轉(zhuǎn)密文，而引起解密后明文中的相應(yīng)比特也發(fā)生變化；CTR比之OFB，多出能支持并發(fā)計算的特性，此外CTR是流式密碼；

CBC雖不支持并行計算，但是卻是這些模式中最為安全的

本文使用CBC模式。

CBC模式對于每個待加密的密碼塊在加密前會先與前一個密碼塊的密文異或然后再用加密器加密。第一個明文塊與一個叫初始化向量的數(shù)據(jù)塊異或。CBC模式相比ECB有更高的保密性，但由于對每個數(shù)據(jù)塊的加密依賴與前一個數(shù)據(jù)塊的加密所以加密無法并行。與ECB一樣在加密前需要對數(shù)據(jù)進行填充，不是很適合對流數(shù)據(jù)進行加密。

填充方式（Padding）

由于塊加密只能對特定長度的數(shù)據(jù)塊進行加密，因此CBC、ECB模式需要在最后一數(shù)據(jù)塊加密前進行數(shù)據(jù)填充。
JDK則提供了PKCS5Padding。

初始向量（Initialization Vector）

使用除ECB以外的其他加密模式均需要傳入一個初始向量，其大小與Block Size相等（AES的Block Size為128 bits）

public static String genKeyAES() throws Exception {
        KeyGenerator kenGen = KeyGenerator.getInstance(AES);
        kenGen.init(KEY_SIZE);
        SecretKey key = kenGen.generateKey();
        String base64 = Base64.getEncoder().encodeToString(key.getEncoded());
        return base64;
    }

這里KEY_SIZE采用128
后面統(tǒng)一用base64將byte[]轉(zhuǎn)為字符串，方便展示、排查。

public static byte[] aesEncryptBytes(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes) throws Exception {
        return cipherOperation(contentBytes, keyBytes, Cipher.ENCRYPT_MODE);
    }

    public static byte[] aesDecryptBytes(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes) throws Exception {
        return cipherOperation(contentBytes, keyBytes, Cipher.DECRYPT_MODE);
    }

    private static byte[] cipherOperation(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes, int mode) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes,AES);

        byte[] initParam = SIXTEEN_CHAR_INIT_VECTOR.getBytes(CHARSET);
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(initParam);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5_PADDING);
        cipher.init(mode, secretKey, ivParameterSpec);

        return cipher.doFinal(contentBytes);
    }

這里AES_CBC_PKCS5_PADDING為AES/CBC/PKCS5Padding，使用簡寫的AES默認就是這個值

public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);
        keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        return keyPair;
    }

    public static String getPublicKey(KeyPair keyPair){
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        byte[] bytes = publicKey.getEncoded();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    public static String getPrivateKey(KeyPair keyPair){
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        byte[] bytes = privateKey.getEncoded();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

這里KEY_SIZE用1024,RSA256，RSA512，RSA1024，RSA2048這四種，RSA后面的N代表位數(shù)(多少bit)，位數(shù)越大，加密強度越大，需要破解需要的時間也就越長
目前主流密鑰長度至少都是1024bits以上，低于1024bit的密鑰已經(jīng)不建議使用（安全問題）。那么上限在哪里？沒有上限，多大都可以使用。所以，主流的模值是1024位

public static byte[] publicEncrypt(byte[] content,PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

    public static byte[] privateDecrypt(byte[] content,PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

這里RSA即"RSA"，默認是RSA/ECB/PKCS1Padding

RSA 比 AES 更難破解，因為它不需要擔(dān)心密鑰在傳遞過程中有泄露，只存在暴力破解一種可能；

AES的優(yōu)勢是以分組為輪，加解密速度非?？欤话愣?，AES 速度上數(shù)百倍于 RSA

在實際應(yīng)用中，我們會混合應(yīng)用AES和RSA：

1生成一個一次性隨機密鑰，算法上采用 AES 的CBC模式 aes-128-cbc（加密分組為128比特）對文件進行加密

2加密完成后，為了安全的傳遞這個一次性隨機密鑰，我們使用接收方的RSA公鑰 對其進行加密，隨加密后的文件一起發(fā)送

3接收方使用RSA私鑰進行解密，得到AES密鑰原文，并用AES解密文件

這樣就充分利用了兩者的優(yōu)勢.

public void testHyperCodec(){
        KeyPair keyPair = RSAUtil.getKeyPair();
        String pubKey = RSAUtil.getPublicKey(keyPair);
        String priKey = RSAUtil.getPrivateKey(keyPair);


        String password = "1234567890";

        String aesRawKey = AESUtil.genKeyAES();
        System.out.println("aes raw key:"+aesRawKey);

        String rsaEntryptAesKey = RSAUtil.publicEncryptString(aesRawKey,pubKey);
        System.out.println(rsaEntryptAesKey);
        String aesEntryptContent = AESUtil.aesEncryptStringByBase64Key(password,aesRawKey);
        System.out.println(aesEntryptContent);

        //decode
        String decodedAesKey = RSAUtil.privateDecryptString(rsaEntryptAesKey,priKey);
        String decodedPwd = AESUtil.aesDecryptStringByBase64Key(aesEntryptContent,decodedAesKey);

        System.out.println("aes key decoded:"+decodedAesKey);
        System.out.println(decodedPwd);
}

AES加密 - iOS與Java的同步實現(xiàn)

對稱加密、公鑰加密和RSA

數(shù)據(jù)傳輸加密——非對稱加密算法RSA+對稱算法AES(適用于java,android和Web)