【Android工具类】DES加密时代的终结者——AES加密算法
2018-07-20 来源：open-open
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在前面的两篇文章中，我们介绍了DES算法，3DES算法以及他们的Android程序实现，并研究了如何才能实现不同平台下加密算法的一致性。不过话说 起来，DES算法是在1976年被美国的国家标准局定为联邦资料的加密标准的，到现在已经接近40年了。我们都知道，在计算机的世界里有一个摩尔定律，就 是每过18个月，计算机的晶体管的数量就会翻一番，对应的计算速度也会翻倍，虽然现在的发展速度有所放缓，但是每过三年左右，计算机的运算速度还是在翻倍 的增长。DES采用的是56的加密密钥，在计算机计算能力飞速发展的今天，已经不再安全，经过算法优化的暴力破解方式能在一天之内就将DES密钥破解，因 此，DES加密只推荐使用在加密等级不高的场景中。既然DES加密算法不再安全，那么有没有更加强大的加密算法呢？当然有！今天给大家介绍的，就是如今被 金融机构等对安全性要求等级很高的机构所广泛应用的加密算法——AES加密。
高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经 被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中二者可以互换），因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和密钥 长度：AES的区块长度固定为128 比特，密钥长度则可以是128，192或256比特；而Rijndael使用的密钥和区块长度可以是32位的整数倍，以128位为下限，256比特为上 限。加密过程中使用的密钥是由Rijndael密钥生成方案产生。
截至2006年，针对AES唯一的成功攻击是旁道攻击。美国国家安全局审核了所有的参与竞选AES的最终入围者（包括Rijndael），认为他们均能够 满足美国政府传递非机密文件的安全需要。2003年6月，美国政府宣布AES可以用于加密机密文件。这标志着，由美国国家安全局NSA批准在最高机密信息 上使用的加密系统首次可以被公开使用。许多大众化产品只使用128位密钥当作默认值；由于最高机密文件的加密系统必须保证数十年以上的安全性，故推测 NSA可能认为128位太短，才以更长的密钥长度为最高机密的加密保留了安全空间。
通常破解一个区块加密系统最常见的方式，是先对其较弱版本（加密循环次数较少）尝试各种攻击。AES中128位密钥版本有10个加密循环，192比特密钥 版本有12个加密循环，256比特密钥版本则有14个加密循环。至2006年为止，最著名的攻击是针对AES 7次加密循环的128位密钥版本，8次加密循环的192比特密钥版本，和9次加密循环的256比特密钥版本所作的攻击。
因此，在当前阶段来说，AES加密是非常安全的，因此可以用来对我们的敏感数据进行加密，下面给出android平台下AES加密的代码实现。
需要注意的是，在4.2以上的版本中，SecureRandom实例的获取方式发生了变化，因此为了兼容高版本，添加了版本判断。
package com.example.androiddemo;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import android.annotation.SuppressLint;
/**
*
* @ClassName: com.example.androiddemo.AESUtil
* @Description: AES加密解密工具类
* @author zhaokaiqiang
* @date 2014-11-15 上午10:08:44
*
*/
@SuppressLint("TrulyRandom")
public class AESUtil {
private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";
private final static int JELLY_BEAN_4_2 = 17;
/**
* 加密
*
* @param key
* 密钥
* @param src
* 加密文本
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encrypt(String key, String src) throws Exception {
byte[] rawKey = getRawKey(key.getBytes());
byte[] result = encrypt(rawKey, src.getBytes());
return toHex(result);
}
/**
* 解密
*
* @param key
* 密钥
* @param encrypted
* 待揭秘文本
* @return
* @throws Exception
*/
public static String decrypt(String key, String encrypted) throws Exception {
byte[] rawKey = getRawKey(key.getBytes());
byte[] enc = toByte(encrypted);
byte[] result = decrypt(rawKey, enc);
return new String(result);
}
/**
* 获取256位的加密密钥
*
* @param seed
* @return
* @throws Exception
*/
@SuppressLint("TrulyRandom")
private static byte[] getRawKey(byte[] seed) throws Exception {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
SecureRandom sr = null;
// 在4.2以上版本中，SecureRandom获取方式发生了改变
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= JELLY_BEAN_4_2) {
sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", "Crypto");
} else {
sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
}
sr.setSeed(seed);
// 256 bits or 128 bits,192bits
kgen.init(256, sr);
SecretKey skey = kgen.generateKey();
byte[] raw = skey.getEncoded();
return raw;
}
/**
* 真正的加密过程
*
* @param key
* @param src
* @return
* @throws Exception
*/
private static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] src) throws Exception {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(src);
return encrypted;
}
/**
* 真正的解密过程
*
* @param key
* @param encrypted
* @return
* @throws Exception
*/
private static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] encrypted)
throws Exception {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
return decrypted;
}
public static String toHex(String txt) {
return toHex(txt.getBytes());
}
public static String fromHex(String hex) {
return new String(toByte(hex));
}
public static byte[] toByte(String hexString) {
int len = hexString.length() / 2;
byte[] result = new byte[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
result[i] = Integer.valueOf(hexString.substring(2 * i, 2 * i + 2),
16).byteValue();
return result;
}
public static String toHex(byte[] buf) {
if (buf == null)
return "";
StringBuffer result = new StringBuffer(2 * buf.length);
for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
appendHex(result, buf[i]);
}
return result.toString();
}
private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
sb.append(HEX.charAt((b >> 4) & 0x0f)).append(HEX.charAt(b & 0x0f));
}
}
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