摘要：序本文主要小結(jié)一下里頭的以及加解密。屬于塊加密，塊加密中有等幾種工作模式。與一樣在加密前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，不是很適合對(duì)流數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

本文主要小結(jié)一下java里頭的AES以及RSA加解密。

使用AES加密時(shí)需要幾個(gè)參數(shù)：

密鑰長(zhǎng)度（Key Size）

AES算法下，key的長(zhǎng)度有三種：128、192和256 bits。由于歷史原因，JDK默認(rèn)只支持不大于128 bits的密鑰，而128 bits的key已能夠滿(mǎn)足商用安全需求。

加密模式（Cipher Mode）

分組密碼算法只能加密固定長(zhǎng)度的分組，但是我們需要加密的明文長(zhǎng)度可能會(huì)超過(guò)分組密碼的分組長(zhǎng)度，這時(shí)就需要對(duì)分組密碼算法進(jìn)行迭代，以便將一段很長(zhǎng)的明文全部加密。而迭代的方法就稱(chēng)為分組密碼的模式。
AES屬于塊加密（Block Cipher），塊加密中有CBC、ECB、CTR、OFB、CFB等幾種工作模式。

ECB過(guò)于簡(jiǎn)單而不安全(ECB模式由于每塊數(shù)據(jù)的加密是獨(dú)立的因此加密和解密都可以并行計(jì)算，ECB模式最大的缺點(diǎn)是相同的明文塊會(huì)被加密成相同的密文塊，這種方法在某些環(huán)境下不能提供嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保密性)；

CFB可被施以重放攻擊；

OFB 和 CTR 都可被主動(dòng)攻擊者反轉(zhuǎn)密文，而引起解密后明文中的相應(yīng)比特也發(fā)生變化；CTR比之OFB，多出能支持并發(fā)計(jì)算的特性，此外CTR是流式密碼；

CBC雖不支持并行計(jì)算，但是卻是這些模式中最為安全的

本文使用CBC模式。

CBC模式對(duì)于每個(gè)待加密的密碼塊在加密前會(huì)先與前一個(gè)密碼塊的密文異或然后再用加密器加密。第一個(gè)明文塊與一個(gè)叫初始化向量的數(shù)據(jù)塊異或。CBC模式相比ECB有更高的保密性，但由于對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)塊的加密依賴(lài)與前一個(gè)數(shù)據(jù)塊的加密所以加密無(wú)法并行。與ECB一樣在加密前需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，不是很適合對(duì)流數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

填充方式（Padding）

由于塊加密只能對(duì)特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加密，因此CBC、ECB模式需要在最后一數(shù)據(jù)塊加密前進(jìn)行數(shù)據(jù)填充。
JDK則提供了PKCS5Padding。

初始向量（Initialization Vector）

使用除ECB以外的其他加密模式均需要傳入一個(gè)初始向量，其大小與Block Size相等（AES的Block Size為128 bits）

public static String genKeyAES() throws Exception {
        KeyGenerator kenGen = KeyGenerator.getInstance(AES);
        kenGen.init(KEY_SIZE);
        SecretKey key = kenGen.generateKey();
        String base64 = Base64.getEncoder().encodeToString(key.getEncoded());
        return base64;
    }

這里KEY_SIZE采用128
后面統(tǒng)一用base64將byte[]轉(zhuǎn)為字符串，方便展示、排查。

public static byte[] aesEncryptBytes(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes) throws Exception {
        return cipherOperation(contentBytes, keyBytes, Cipher.ENCRYPT_MODE);
    }

    public static byte[] aesDecryptBytes(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes) throws Exception {
        return cipherOperation(contentBytes, keyBytes, Cipher.DECRYPT_MODE);
    }

    private static byte[] cipherOperation(byte[] contentBytes, byte[] keyBytes, int mode) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes,AES);

        byte[] initParam = SIXTEEN_CHAR_INIT_VECTOR.getBytes(CHARSET);
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(initParam);

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5_PADDING);
        cipher.init(mode, secretKey, ivParameterSpec);

        return cipher.doFinal(contentBytes);
    }

這里AES_CBC_PKCS5_PADDING為AES/CBC/PKCS5Padding，使用簡(jiǎn)寫(xiě)的AES默認(rèn)就是這個(gè)值

public static KeyPair getKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);
        keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        return keyPair;
    }

    public static String getPublicKey(KeyPair keyPair){
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        byte[] bytes = publicKey.getEncoded();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

    public static String getPrivateKey(KeyPair keyPair){
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        byte[] bytes = privateKey.getEncoded();
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }

這里KEY_SIZE用1024,RSA256，RSA512，RSA1024，RSA2048這四種，RSA后面的N代表位數(shù)(多少bit)，位數(shù)越大，加密強(qiáng)度越大，需要破解需要的時(shí)間也就越長(zhǎng)
目前主流密鑰長(zhǎng)度至少都是1024bits以上，低于1024bit的密鑰已經(jīng)不建議使用（安全問(wèn)題）。那么上限在哪里？沒(méi)有上限，多大都可以使用。所以，主流的模值是1024位

public static byte[] publicEncrypt(byte[] content,PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,publicKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

    public static byte[] privateDecrypt(byte[] content,PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,privateKey);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(content);
        return bytes;
    }

這里RSA即"RSA"，默認(rèn)是RSA/ECB/PKCS1Padding

RSA 比 AES 更難破解，因?yàn)樗恍枰獡?dān)心密鑰在傳遞過(guò)程中有泄露，只存在暴力破解一種可能；

AES的優(yōu)勢(shì)是以分組為輪，加解密速度非?？?，一般而言，AES 速度上數(shù)百倍于 RSA

在實(shí)際應(yīng)用中，我們會(huì)混合應(yīng)用AES和RSA：

1生成一個(gè)一次性隨機(jī)密鑰，算法上采用 AES 的CBC模式 aes-128-cbc（加密分組為128比特）對(duì)文件進(jìn)行加密

2加密完成后，為了安全的傳遞這個(gè)一次性隨機(jī)密鑰，我們使用接收方的RSA公鑰 對(duì)其進(jìn)行加密，隨加密后的文件一起發(fā)送

3接收方使用RSA私鑰進(jìn)行解密，得到AES密鑰原文，并用AES解密文件

這樣就充分利用了兩者的優(yōu)勢(shì).

public void testHyperCodec(){
        KeyPair keyPair = RSAUtil.getKeyPair();
        String pubKey = RSAUtil.getPublicKey(keyPair);
        String priKey = RSAUtil.getPrivateKey(keyPair);


        String password = "1234567890";

        String aesRawKey = AESUtil.genKeyAES();
        System.out.println("aes raw key:"+aesRawKey);

        String rsaEntryptAesKey = RSAUtil.publicEncryptString(aesRawKey,pubKey);
        System.out.println(rsaEntryptAesKey);
        String aesEntryptContent = AESUtil.aesEncryptStringByBase64Key(password,aesRawKey);
        System.out.println(aesEntryptContent);

        //decode
        String decodedAesKey = RSAUtil.privateDecryptString(rsaEntryptAesKey,priKey);
        String decodedPwd = AESUtil.aesDecryptStringByBase64Key(aesEntryptContent,decodedAesKey);

        System.out.println("aes key decoded:"+decodedAesKey);
        System.out.println(decodedPwd);
}

AES加密 - iOS與Java的同步實(shí)現(xiàn)

對(duì)稱(chēng)加密、公鑰加密和RSA

數(shù)據(jù)傳輸加密——非對(duì)稱(chēng)加密算法RSA+對(duì)稱(chēng)算法AES(適用于java,android和Web)