Aes加解密

加密

通过一系列计算将明文转换成一个密文。
加密和解密的对象通常是字节数组（有的语言动态数组类比切片）

加密后的数据，可能有很多是不可读字符。通常会将其转换为可见的字符串。

• 直接将字节数组转为16进制的字符串（一个字节8位，4位表示一个16进制数据，因此转换后的数据是转换前字节数组的2倍长度，之所以采用16进制是因为其看起来更加紧凑）
• 将字节数组进行Base64编码

AES加密

算法相关常量在类Cipher的注释中有说明。

AES是一种对称加密算法。具体加密方式是以16字节为一块进行分块加密。
如果明文长度不是16的倍数，那么则需要进行填充，这就引申出了填充模式。
其密钥长度要求为 128 位（16字节）、192（24字节） 位和 256（32字节） 位，三种，越长越安全，速度越慢

填充模式

常用填充模式：PKCS#5、PKCS#7。在Java中已经将其行为统一了。
在模式的定义上：

• PKCS#5用于8字节块为单位的加密场景
• PKCS#7用于非8字节块为单位的加密场景，在现代应用中更通用
  但是它们的实现方式都是类似的，剩余的字节数组长度距离加密块差几个字节，就填充几个字节，而且每一位值也是这个长度

比如剩下5字节，在AES中，是以16字节为单位，差11个字节。那么就会在这5个字节后面加11个项，而且每一项的值都是11

加密模式

AES中现在用得最多的就是CBC模式.
这种方式在加密一个块时，需要使用上一个块加密后的数据与当前明文块进行异或运算。也就是说每一个块的加密都不一样。
这就有一个点，第一个加密块前面没有数据块，所以我们需要指定一个初始向量（有的也称之为偏移量）（其长度就是一个数据块的长度）

示例

• 加密（如果使用的是CBC模式，则需要指定初始向量（说白了就是手动创建加密块，因此也是长度为16的字节数组），）

1. 生成iv（如果是CBC模式，则需要。长度与加密块一致（16字节））

// 如果是CBC模式 首先生成iv向量（本质就是一个长度为16的字节数组，随便怎么构建）
// 可以自行创建16字节的数组，但推荐生成随机iv
// 自行构建
String ivStr = "1111111111111111"
byte[] iv = ivStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);// 生成随机iv
SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
byte[] iv = new byte[16];
secureRandom.nextBytes(iv);IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);

2. 生成密钥
   AES密钥支持16字节、24字节、32字节（越长越安全，运算速度越慢）
   与iv类似，可以自定义密钥串，然后构建密钥对象，也可以直接生成指定长度的随机密钥

// 指定密钥串，构建密钥对象
String key = "0111111111111111";
SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");// 生成指定长度的密钥
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGenerator.init(128);
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

3. 创建加密器，在java中通过聚合名称指定多项配置（AES/CBC/PKCS7Padding）它制定了加密算法、加密模式、填充模式

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS7Padding");

4. 初始化加密器。指定加密还是解密，密钥，初始向量

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, ivParameterSpec);

5. 执行加解密。参数和返回都是字节数组

byte[] resByte = cipher.doFinal(s.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

6. 以上加密结果可能会有一些不可读的字符，因此为了方便查看，存储，传输等，我们常常将字节数组转为16进制字符串或者Base64进行存储，传输。
   不仅是加密结果。随的的生成iv字节数组，随机生成密钥字节数组 等包含不可读字符的字节数组都可以采用这种方式进行分发，存储

• Base64编解码

// 字节数组编码为Base64字符串
String encodedKey = Base64.getEncoder().encodeToString(encoded);// Base64字符串解码为字节数组
byte[] keyBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedKey);

• 16进制编解码

// 字节数组编码为16进制字符串
public String byte2Hex(byte[] bytes) {int len = bytes.length;StringBuilder builder = new StringBuilder();for (int i = 0, j = 0; i < len; i++) {builder.append(Integer.toHexString((0xF0 & bytes[i]) >>> 4));builder.append(Integer.toHexString(0x0F & bytes[i]));}return builder.toString();
}// 16进制字符串转字节数组
public byte[] hexToBytes(String s) {byte[] bytes = new byte[(s.length() + 1) >> 1];for (int i = 0, j = 0; i < bytes.length; i++) {int left = Character.digit(s.charAt(j++), 16) << 4;left = left | Character.digit(s.charAt(j++), 16);bytes[i] = (byte) (left & 0xff);}return bytes;
}