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帶你詳細(xì)了解AES算法《附帶java、vue實(shí)現(xiàn)》-天天快資訊

2023-03-11 12:05:47 來源 : 騰訊云

(資料圖)

不論前途如何，不管發(fā)生什么事情，我們都不失去希望，希望是一種美德。——《雨果傳》

1.加密算法

在密碼學(xué)中，加密算法分為單向加密和雙向加密。單向加密包括MD5、SHA等摘要算法，它們是不可逆的。雙向加密包括對(duì)稱加密和非對(duì)稱加密。雙向加密是可逆的，存在密文的密鑰。對(duì)稱加密是指加密和解密使用相同的密鑰，包括AES加密、DES加密等。非對(duì)稱加密是指加密和解密使用不同的密鑰，包括RSA加密等。

2.AES介紹

AES：高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Encryption Standard）是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)，是目前最流行的一種對(duì)稱加密算法。

是用來替代DES的新一代分組加密算法。AES支持三種長(zhǎng)度的密鑰：128位、192位、256位。

3.AES的加密過程（AES處理單位：字節(jié)）

AES的加解密過程和DES一樣，都是通過分組加密、分組解密。所謂分組加密，就是將待加解密的內(nèi)容按照128位進(jìn)行分組，將密鑰按照128位、192位、256位進(jìn)行分組，分別將分組后的明文與相應(yīng)分組后的密鑰進(jìn)行加解密。

加密：明文與密鑰分組后，對(duì)每組：明文組與密鑰組處理 -> 輪密鑰加 -> 10輪加密 -> 密文組解密：對(duì)每組：密文組 -> 輪密鑰加 -> 10輪解密 -> 明文組

明文分組：每組長(zhǎng)度相等，都是128位（16字節(jié)）；密鑰分組：有128位、192位、256位，推薦加密輪數(shù)分別為 10、12、14

密鑰組處理：以密鑰分組每組128位為例（則推薦加密輪數(shù)為10，前9次執(zhí)行操作一樣，第十次有所不同）類似地，128位密鑰也是用字節(jié)為單位的矩陣表示，通過密鑰編排函數(shù)，形成具有44個(gè)元素的序列W[0],W[1], … ,W[43]（每個(gè)元素4個(gè)字節(jié)）；其中，W[0],W[1],W[2],W[3]為原始密鑰，其余40個(gè)元素分為10組，每組4個(gè)元素（4*4=16字節(jié)），分別用于10輪加密。

AES加密算法涉及4種操作： 字節(jié)替代（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混淆（MixColumns）和輪密鑰加（AddRoundKey）。下圖給出了AES加解密的流程：

AddRoundKey （輪密鑰加）— 矩陣中的每一個(gè)字節(jié)都與該次輪密鑰（round key）做XOR運(yùn)算；每個(gè)子密鑰由密鑰生成方案產(chǎn)生。SubBytes（字節(jié)替代） — 通過非線性的替換函數(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)。ShiftRows（行移位） — 將矩陣中的每個(gè)橫列進(jìn)行循環(huán)式移位。MixColumns （列混淆）— 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)換來混合每列的四個(gè)字節(jié)。

4.代碼實(shí)現(xiàn)

1.生成密鑰

public static String genAesSecret(){    try {      KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");      //密鑰長(zhǎng)度，單位：字節(jié)，AES支持128、192、256字節(jié)長(zhǎng)度的密鑰，上面文章已介紹      keyGenerator.init(128);      SecretKey sk = keyGenerator.generateKey();      byte[] b = sk.getEncoded();      return Base64.encodeBase64String(b);    }    catch (NoSuchAlgorithmException e) {      e.printStackTrace();      throw new RuntimeException("沒有此算法");    }  }

2.AES加密

public static String aesEncrypt(String content) throws Exception {    //指定加密算法    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");    //創(chuàng)建加密規(guī)則：指定key和加密類型    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET.getBytes(), "AES");    //指定加密模式為加密，指定加密規(guī)則    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);    //調(diào)用加密方法    byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());    //用Base64編碼    return new String(java.util.Base64.getEncoder().encode(result));  }

3.AES解密

public static String aesDecrypt(String content) throws Exception {    //Base64解碼    byte[] result = java.util.Base64.getDecoder().decode(content);    //指定加密算法    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");    //創(chuàng)建加密規(guī)則：指定key和加密類型    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET.getBytes(), "AES");    //指定加密模式為解密，指定加密規(guī)則    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);    return new String(cipher.doFinal(result));  }

注意：SECRET.getBytes()我這里是一個(gè)常量密鑰，通過密鑰生成后寫成常量SECRET。

4.前端解密

安裝依賴

npm install crypto-js --save-dev

// 引入import CryptoJS from "crypto-js"?// 密鑰const AES_KEY = "P@S5W0rDK3yBACHU" // 后端提供?// 解密export function decrypt (word) {  var key = CryptoJS.enc.Utf8.parse(AES_KEY)  var decrypt = CryptoJS.AES.decrypt(word, key, {    mode: CryptoJS.mode.ECB,    padding: CryptoJS.pad.Pkcs7  })  return CryptoJS.enc.Utf8.stringify(decrypt).toString()}