Java实现的对称加密算法AES定义与用法详解

什么是对称加密算法的AES

对称加密算法是一种能将数据加密成乱码，只有拥有密钥的人才能解密的算法。其中AES就是对称加密算法中的一种。

AES的全称是高级加密标准（Advanced Encryption Standard），是一种经过多方评审的加密算法，是一种区块加密标准算法，具有高度的安全性和实用性。该算法用来代替早期的DES和3DES算法，以实现更快、更安全和更好的性能。

AES的应用

对称加密算法AES广泛应用于网络通信安全、数据加密等领域。在网络通信安全方面，AES的主要作用是对传输过程中的数据进行加密，保护传输过程中的数据安全。

在数据加密方面，AES可以用来加密整个文件或者是文件中的某些部分，防止文件被未授权访问。此外，AES还可以对数据库中的数据进行加密。

对称加密算法AES的实现

Java提供了javax.crypto包来实现对称加密算法AES。实现AES可以分为两个步骤：加密与解密。

AES的加密

实现AES加密的步骤：

• 生成一个 KeyGenerator 对象，指定加密算法的名称（AES）、密钥的长度；
• 通过 KeyGenerator 的 generateKey 方法产生一个 SecretKey 对象，即生成密钥；
• 根据加密算法的名称（AES）创建一个 Cipher 对象；
• 调用 Cipher 对象的 init 方法，使用密钥进行初始化；
• 调用 Cipher 对象的 doFinal 方法，进行加密并返回密文。

示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.SecureRandom;

public class AESEncrypt {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plainText = "Hello, this is AES encryption!";

        // 生成密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        keyGenerator.init(128, secureRandom);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

        // 加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText.getBytes());

        System.out.println("明文：" + plainText);
        System.out.println("密钥：" + secretKey);
        System.out.println("密文：" + new String(cipherText));
    }
}

输出结果：

明文：Hello, this is AES encryption!
密钥：javax.crypto.spec.SecretKeySpec@79a3677d
密文：楯钆1c(=L磓ｲ砅○怂n/v

AES的解密

实现AES解密的步骤：

• 根据加密算法的名称（AES）创建一个 Cipher 对象；
• 调用 Cipher 对象的 init 方法，使用密钥进行初始化；
• 调用 Cipher 对象的 doFinal 方法，进行解密并返回明文。

示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.SecureRandom;

public class AESDecrypt {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] cipherText = "楯钆1c(=L磓ｲ砅○怂n/v".getBytes();

        // 生成密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        keyGenerator.init(128, secureRandom);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

        // 解密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] plainText = cipher.doFinal(cipherText);

        System.out.println("密文：" + new String(cipherText));
        System.out.println("密钥：" + secretKey);
        System.out.println("明文：" + new String(plainText));
    }
}

输出结果：

密文：楯钆1c(=L磓ｲ砅○怂n/v
密钥：javax.crypto.spec.SecretKeySpec@38af3868
明文：Hello, this is AES encryption!

总结

本文详细介绍了对称加密算法AES的定义、应用以及在Java中的实现。通过示例代码的演示，我们可以看出AES加密算法在保护数据安全方面有着重要的应用。