1. AES(Advanced Encryption Standard) 介绍

AES 是比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计的一种加密算法，又称为 Rijndael 加密法。由美国国家标准与技术研究院(NIST)经过许多算法的筛选，高级加密标准(Advanced Encryption Standard)在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，在全世界被广泛使用。

AES 是一种对称加密算法，即使用秘钥加密数据以后，要使用相同的秘钥才能解密。AES 加密方式比 DES 加密更安全，但是速度比不上 DES，但在不同运行环境下能保持良好的性能。

AES 共有 5 种加密模式：

ECB(Electronic Code Book) 电子密码本模式

CBC(Cipher Block Chaining) 加密块链模式

CFB(Cipher FeedBack Mode) 加密反馈模式

OFB(Output FeedBack) 输出反馈模式

CTR(Counter) 计数器模式(不常见)

其中 ECB、CBC、CTR 为块加密模式，CFB、OFB 为流加密模式。

AES 五种加密模式： 

2. AES 加解密
import android.util.Log;
import java.io.Closeable;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
/**
* AES 对称加密算法，加解密工具类
*/
public class AESEncrypt {
private static final String TAG = AESEncrypt.class.getSimpleName() + " --> ";
/**
* 加密算法
*/
private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";
/**
* AES 的 密钥长度，32 字节，范围：16 - 32 字节
*/
public static final int SECRET_KEY_LENGTH = 32;
/**
* 字符编码
*/
private static final Charset CHARSET_UTF8 = StandardCharsets.UTF_8;
/**
* 秘钥长度不足 16 个字节时，默认填充位数
*/
private static final String DEFAULT_VALUE = "0";
/**
* 加解密算法/工作模式/填充方式
*/
private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";
/**
* AES 加密
*
* @param data 待加密内容
* @param secretKey 加密密码，长度：16 或 32 个字符
* @return 返回Base64转码后的加密数据
*/
public static String encrypt(String data, String secretKey) {
try {
//创建密码器
Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);
//初始化为加密密码器
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getSecretKey(secretKey));
byte[] encryptByte = cipher.doFinal(data.getBytes(CHARSET_UTF8));
// 将加密以后的数据进行 Base64 编码
return base64Encode(encryptByte);
} catch (Exception e) {
handleException(e);
}
return null;
}
/**
* AES 解密
*
* @param base64Data 加密的密文 Base64 字符串
* @param secretKey 解密的密钥，长度：16 或 32 个字符
*/
public static String decrypt(String base64Data, String secretKey) {
try {
byte[] data = base64Decode(base64Data);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);
//设置为解密模式
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getSecretKey(secretKey));
//执行解密操作
byte[] result = cipher.doFinal(data);
return new String(result, CHARSET_UTF8);
} catch (Exception e) {
handleException(e);
}
return null;
}
/**
* 使用密码获取 AES 秘钥
*/
public static SecretKeySpec getSecretKey(String secretKey) {
secretKey = toMakeKey(secretKey, SECRET_KEY_LENGTH, DEFAULT_VALUE);
return new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(CHARSET_UTF8), KEY_ALGORITHM);
}
/**
* 如果 AES 的密钥小于 {@code length} 的长度，就对秘钥进行补位，保证秘钥安全。
*
* @param secretKey 密钥 key
* @param length 密钥应有的长度
* @param text 默认补的文本
* @return 密钥
*/
private static String toMakeKey(String secretKey, int length, String text) {
// 获取密钥长度
int strLen = secretKey.length();
// 判断长度是否小于应有的长度
if (strLen < length) {
// 补全位数
StringBuilder builder = new StringBuilder();
// 将key添加至builder中
builder.append(secretKey);
// 遍历添加默认文本
for (int i = 0; i < length - strLen; i++) {
builder.append(text);
}
// 赋值
secretKey = builder.toString();
}
return secretKey;
}
/**
* 将 Base64 字符串 解码成 字节数组
*/
public static byte[] base64Decode(String data) {
return Base64.decode(data, Base64.NO_WRAP);
}
/**
* 将 字节数组 转换成 Base64 编码
*/
public static String base64Encode(byte[] data) {
return Base64.encodeToString(data, Base64.NO_WRAP);
}
/**
* 处理异常
*/
private static void handleException(Exception e) {
e.printStackTrace();
Log.e(TAG, TAG + e);
}
}
3. AES 加解密文件
/**
* 对文件进行AES加密
*
* @param sourceFile 待加密文件
* @param dir 加密后的文件存储路径
* @param toFileName 加密后的文件名称
* @param secretKey 密钥
* @return 加密后的文件
*/
public static File encryptFile(File sourceFile, String dir, String toFileName, String secretKey) {
try {
// 创建加密后的文件
File encryptFile = new File(dir, toFileName);
// 根据文件创建输出流
FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(encryptFile);
// 初始化 Cipher
Cipher cipher = initFileAESCipher(secretKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
// 以加密流写入文件
CipherInputStream cipherInputStream = new CipherInputStream(
new FileInputStream(sourceFile), cipher);
// 创建缓存字节数组
byte[] buffer = new byte[1024 * 2];
// 读取
int len;
// 读取加密并写入文件
while ((len = cipherInputStream.read(buffer)) != -1) {
outputStream.write(buffer, 0, len);
outputStream.flush();
}
// 关闭加密输入流
cipherInputStream.close();
closeStream(outputStream);
return encryptFile;
} catch (Exception e) {
handleException(e);
}
return null;
}
/**
* AES解密文件
*
* @param sourceFile 源加密文件
* @param dir 解密后的文件存储路径
* @param toFileName 解密后的文件名称
* @param secretKey 密钥
*/
public static File decryptFile(File sourceFile, String dir, String toFileName, String secretKey) {
try {
// 创建解密文件
File decryptFile = new File(dir, toFileName);
// 初始化Cipher
Cipher cipher = initFileAESCipher(secretKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
// 根据源文件创建输入流
FileInputStream inputStream = new FileInputStream(sourceFile);
// 获取解密输出流
CipherOutputStream cipherOutputStream = new CipherOutputStream(
new FileOutputStream(decryptFile), cipher);
// 创建缓冲字节数组
byte[] buffer = new byte[1024 * 2];
int len;
// 读取解密并写入
while ((len = inputStream.read(buffer)) >= 0) {
cipherOutputStream.write(buffer, 0, len);
cipherOutputStream.flush();
}
// 关闭流
cipherOutputStream.close();
closeStream(inputStream);
return decryptFile;
} catch (IOException e) {
handleException(e);
}
return null;
}
/**
* 初始化 AES Cipher
*
* @param secretKey 密钥
* @param cipherMode 加密模式
* @return 密钥
*/
private static Cipher initFileAESCipher(String secretKey, int cipherMode) {
try {
// 创建密钥规格
SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKey(secretKey);
// 获取密钥
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
// 初始化
cipher.init(cipherMode, secretKeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
return cipher;
} catch (Exception e) {
handleException(e);
}
return null;
}
/**
* 关闭流
*
* @param closeable 实现Closeable接口
*/
private static void closeStream(Closeable closeable) {
try {
if (closeable != null) closeable.close();
} catch (Exception e) {
handleException(e);
}
}