AES加密设置密码和偏移量 aes加密标准

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mob6454cc7225b4 2024-08-27 20:55:44

文章标签 AES加密设置密码和偏移量 web安全 python 安全 ci 文章分类 架构后端开发

初始轮：在第一个加密轮中，将明文与第一个轮密钥进行异或运算。
多轮加密：根据密钥的长度，执行多个加密轮，每个轮包括以下四个步骤：

字节替换（SubBytes）：使用S盒替换状态矩阵的每个字节。
行移位（ShiftRows）：对状态矩阵的每一行进行循环位移。
列混淆（MixColumns）：通过乘法运算混淆状态矩阵的列。
轮密钥加（AddRoundKey）：将轮密钥与状态矩阵进行异或运算。

最终轮：在最后一个加密轮中，省略列混淆步骤，只执行字节替换、行移位和轮密钥加。

AES的解密过程与加密过程类似，但是加密轮的顺序相反，即从最终轮开始逆向操作直到初始轮。

AES的主要优势包括：

安全性：AES被广泛认可为安全且强大的加密算法，目前没有已知的有效攻击方法来破解它。密钥长度越长，破解难度越大。
性能：AES的加密和解密速度非常快，适用于各种平台和应用场景。
灵活性：AES支持不同长度的密钥，可根据实际需求选择128位、192位或256位的密钥长度。

由于AES的高性能和可靠性，它被广泛应用于数据保护、加密通信、数据库加密、硬件安全模块（HSM）等领域。然而，无论加密算法多么强大，密钥管理和保护仍然是确保系统安全性的关键因素。只有正确地保护密钥，才能确保AES算法的安全性和有效性。

案例：

import javax.crypto.Cipher;
 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 import java.util.Base64;public class AESExample {
private static final String SECRET_KEY = “ThisIsASecretKey”; // 16, 24, or 32 bytes long
public static String encrypt(String data) throws Exception {
         SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), “AES”);
         Cipher cipher = Cipher.getInstance(“AES/ECB/PKCS5Padding”);
         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
         byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
         return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
     }public static String decrypt(String encryptedData) throws Exception {
         SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), “AES”);
         Cipher cipher = Cipher.getInstance(“AES/ECB/PKCS5Padding”);
         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
         byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
         return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
     }public static void main(String[] args) {
         try {
             String originalData = “Hello, this is a secret message!”;
             String encryptedData = encrypt(originalData);
             String decryptedData = decrypt(encryptedData);System.out.println("Original Data: " + originalData);
             System.out.println("Encrypted Data: " + encryptedData);
             System.out.println("Decrypted Data: " + decryptedData);
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
 }

案例讲解：

1、初始化密钥：

private static final String SECRET_KEY = “ThisIsASecretKey”;
我们定义了一个用于AES加密和解密的密钥。请注意，在实际应用中，应该使用更安全的方法生成和管理密钥，并避免在源代码中硬编码密钥。

2、加密方法：

public static String encrypt(String data) throws Exception {
     SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), “AES”);
     Cipher cipher = Cipher.getInstance(“AES/ECB/PKCS5Padding”);
     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
     byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
     return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
 }

在encrypt方法中，我们以明文数据（字符串）作为输入，使用AES执行加密。以下是步骤的详细解释：

我们将SECRET_KEY字符串转换为SecretKeySpec对象，这是执行AES加密所需的对象。我们使用getBytes方法将密钥字符串转换为字节数组，并指定UTF-8字符编码。
我们使用Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding")创建AES Cipher实例。参数"AES/ECB/PKCS5Padding"指定了加密算法（AES）、操作模式（ECB）和填充方案（PKCS5Padding）。请注意，此处使用ECB模式是为了简单起见，但在实际应用中，应该优先使用带有初始化向量（IV）的CBC模式，以提供更好的安全性。