Java AES CBC 加解密IV

在加密通信过程中，保护数据的安全性是至关重要的。AES（Advanced Encryption Standard）是一种常用的对称加密算法，CBC（Cipher Block Chaining）是一种加密模式，IV（Initialization Vector）是对称加密中的一种参数。本文将介绍如何在Java中使用AES CBC模式进行加解密，并说明IV的作用。

AES CBC加解密

AES CBC模式是一种分组密码模式，它将明文分成固定大小的块，然后对每个块进行加密。在CBC模式中，每个块的加密依赖于前一个块的密文。这样可以增加安全性，因为即使明文相同，由于IV的作用，也会得到不同的密文。

加密

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESEncryption {

    public static String encrypt(String data, String key, String iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);
    }
}

在加密过程中，我们需要使用一个密钥（key）和一个IV。密钥用于加密和解密数据，IV用于增加加密的随机性。

解密

public class AESDecryption {

    public static String decrypt(String data, String key, String iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv.getBytes());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(data));
        return new String(decrypted);
    }
}

解密过程与加密过程相对应，需要使用相同的密钥和IV进行解密。

IV的作用

IV是初始向量，它的作用是使相同的明文每次加密得到的密文都不同。如果不使用IV，即使密钥不同，相同的明文每次加密得到的密文也是相同的。这样可能导致攻击者更容易破解加密算法。

类图

classDiagram
    class AESEncryption {
        +encrypt(String data, String key, String iv) : String
    }
    
    class AESDecryption {
        +decrypt(String data, String key, String iv) : String
    }

结语

在数据通信中，使用AES CBC模式进行加解密是一种常见的方式，能够保护数据的安全性。通过使用IV，可以增加加密的随机性，提高安全性。在实际应用中，需要注意密钥的安全性和IV的随机性，以确保数据的保密性。