怎么使用Java实现AES加解密

AES（Advanced Encryption Standard）是一种广泛使用的对称加密算法，它能够对数据进行加密和解密操作。在Java中，我们可以使用javax.crypto包中的类来实现AES加解密。本文将详细介绍如何使用Java实现AES加解密。

1. 导入必要的类

首先，我们需要导入Java中用于加密和解密的类。这些类主要位于javax.crypto包中。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

2. 生成AES密钥

AES加密和解密需要使用相同的密钥。我们可以使用KeyGenerator类来生成一个AES密钥。

public static SecretKey generateKey() throws Exception {
    KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
    keyGen.init(128); // 128位密钥
    return keyGen.generateKey();
}

3. 加密数据

有了密钥之后，我们可以使用Cipher类来对数据进行加密。加密过程如下：

public static String encrypt(String data, SecretKey key) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
    byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes());
    return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
}

在这个方法中，我们首先初始化Cipher对象为加密模式，然后调用doFinal方法对数据进行加密。加密后的数据是字节数组，我们使用Base64编码将其转换为字符串以便于存储和传输。

4. 解密数据

解密过程与加密过程类似，只是我们需要将Cipher对象初始化为解密模式。

public static String decrypt(String encryptedData, SecretKey key) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
    return new String(decryptedBytes);
}

在这个方法中，我们首先将加密后的字符串解码为字节数组，然后使用Cipher对象对其进行解密。

5. 完整示例

下面是一个完整的示例，展示了如何使用Java实现AES加解密：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESExample {

    public static SecretKey generateKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128); // 128位密钥
        return keyGen.generateKey();
    }

    public static String encrypt(String data, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    public static String decrypt(String encryptedData, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
        return new String(decryptedBytes);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String originalData = "Hello, AES!";
        SecretKey key = generateKey();

        String encryptedData = encrypt(originalData, key);
        System.out.println("Encrypted: " + encryptedData);

        String decryptedData = decrypt(encryptedData, key);
        System.out.println("Decrypted: " + decryptedData);
    }
}

6. 运行结果

运行上述代码，你将看到类似以下的输出：

Encrypted: 5XU9z3Z4x7y8A1B2C3D4E5F6G7H8I9J
Decrypted: Hello, AES!

7. 注意事项

• 密钥管理：在实际应用中，密钥的管理非常重要。密钥应该安全存储，避免泄露。
• 填充模式：AES加密时，数据长度必须是16字节的倍数。如果数据长度不足，需要使用填充模式。常见的填充模式有PKCS5Padding和NoPadding。
• 加密模式：AES支持多种加密模式，如ECB、CBC等。ECB模式简单但不安全，推荐使用CBC模式。

8. 总结

本文介绍了如何使用Java实现AES加解密。通过javax.crypto包中的类，我们可以轻松地生成AES密钥，并对数据进行加密和解密操作。在实际应用中，需要注意密钥管理和加密模式的选择，以确保数据的安全性。

希望本文对你理解和使用AES加解密有所帮助！