Java AES加密原理及实现
引言
AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，广泛应用于数据保护和安全通信领域。在本文中，我将向你介绍Java中实现AES加密的原理，并提供一步步的实现方法。
AES加密流程
下面是AES加密的基本流程，我们将使用表格来展示每个步骤的具体细节。
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 生成AES密钥 |
| 2 | 对明文进行填充 |
| 3 | 执行AES加密操作 |
| 4 | 将加密数据进行Base64编码 |
| 5 | 解密数据进行Base64解码 |
| 6 | 执行AES解密操作 |
| 7 | 对解密数据进行去填充处理 |
接下来，让我们逐一介绍这些步骤的具体实现方法。
生成AES密钥
在Java中，我们可以使用KeyGenerator类来生成AES密钥。下面是生成128位密钥的示例代码：
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
// 生成AES密钥
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGen.init(128);
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();
byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
在上述示例中，我们使用了KeyGenerator.getInstance("AES")来获取AES密钥生成器实例，并通过init(128)指定了密钥长度为128位。最后，我们通过generateKey()获取生成的密钥，并使用getEncoded()将密钥转换为字节数组。
对明文进行填充
在进行AES加密前，需要对明文进行填充，以满足AES加密算法对数据长度的要求。这里我们可以使用PKCS7填充方式。下面是一个填充方法的示例代码：
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
// 对明文进行填充
public static byte[] addPadding(byte[] data) {
int paddingLength = 16 - (data.length % 16);
byte[] paddingData = new byte[data.length + paddingLength];
System.arraycopy(data, 0, paddingData, 0, data.length);
for (int i = data.length; i < paddingData.length; i++) {
paddingData[i] = (byte) paddingLength;
}
return paddingData;
}
在上述示例中，我们通过计算需要填充的字节数，创建了一个新的字节数组paddingData，并将原始数据data复制到新的数组中。然后，我们使用填充字节数来填充新数组的剩余部分。
执行AES加密操作
在Java中，我们可以使用Cipher类来执行AES加密操作。下面是一个加密方法的示例代码：
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
// 执行AES加密操作
public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] keyBytes) throws Exception {
SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(data);
}
在上述示例中，我们使用SecretKeySpec类将密钥转换为密钥规范，并使用Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding")获取AES加密算法的实例。通过init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey)初始化加密模式和密钥，然后通过doFinal(data)执行加密操作。
将加密数据进行Base64编码
为了方便传输和处理，我们可以将加密后的数据进行Base64编码。下面是一个编码方法的示例代码：
import java.util.Base64;
// 将加密数据进行Base64编码
public static String base64Encode(byte[] data) {
return Base64.getEncoder().encodeToString(data);
}
在上述示例中，我们使用Java 8中提供的Base64类来进行Base64编码，通过getEncoder().encodeToString(data)将字节数组data编码为字符串。
解密数据进行Base64解码
在进行AES解密前，我们需要将加密数据进行Base64解码。下面是一个解
