AES 加密和解密demo 詳情 - 加密,springboot,aes,base zZ_jie 博客

前言

我們數據庫中有一條用户信息的數據，需要給到第三方，那麼在發送這條數據的時候，我們不能直接把用户的姓名、電話號、身份證號等一些信息發給第三方，不能暴露用户的個人信息，這個時候就需要用到數據加密進行傳輸。

什麼是AES

AES（Advanced Encryption Standard，高級加密標準）是一種用於保護電子數據的對稱加密算法。在 HTTPS 協議中使用的 TLS（傳輸層安全協議）就使用了 AES 加密。具體加密流程如下：

名詞的作用和意義

明文P
沒有經過加密的數據。
密鑰k
用來加密明文的密碼，在對稱加密算法中，加密與解密的密鑰是相同的。密鑰為接收方與發送方協商產生，但不可以直接在網絡上傳輸，否則會導致密鑰泄漏，通常是通過非對稱加密算法加密密鑰，然後再通過網絡傳輸給對方，或者直接面對面商量密鑰。密鑰是絕對不可以泄漏的，否則會被攻擊者還原密文，竊取機密數據。
AES加密函數
設AES加密函數為E，則 C = E(K, P),其中P為明文，K為密鑰，C為密文。也就是説，把明文P和密鑰K作為加密函數的參數輸入，則加密函數E會輸出密文C。
密文C *
經加密函數處理後的數據
AES
設AES解密函數為D，則 P = D(K, C),其中C為密文，K為密鑰，P為明文。也就是説，把密文C和密鑰K作為解密函數的參數輸入，則解密函數會輸出明文P。

為什麼要用 AES 而不用其他加密算法？

安全性高：AES 使用多輪的替換和排列操作，使得密文在很大程度上脱離了原始數據的特徵。
靈活性強：AES 支持多種密鑰長度（128 位、192 位、256 位）。

相比之下，其他加密算法如 DES（Data Encryption Standard，數據加密標準）已經被認為不夠安全，容易被暴力破解；RSA 雖然安全性高，但效率較低且密鑰管理複雜，更多用於密鑰交換和數字簽名。

demo

user實體

@Data
public class User {
    String name;
    int age;
    String contactPhone;
    String idCard;
}

實例化後調用AES進行加密。

User user = new User();
        user.setName("張三");
        user.setAge(18);
        user.setContactPhone("1824783xxxx");
        user.setIdCard("430626xxxxxxxxxxxxxxx");

        String encryptDate = AesService.encrypt(user, "MDEyMzQ1Njc4OWFiY2RlZg==");
        System.out.println(encryptDate);

        String decryptDate = AesService.decrypt(encryptDate, AesService.base64StringToKey("MDEyMzQ1Njc4OWFiY2RlZg=="));
        System.out.println(decryptDate);

最終加密信息為:

TKGywGIVhcLjKil4muBh7ROAp430b7n2TUSKH491PuMwa6Z6RDKQubo9ClNxk+yn5LVTOuPOP9Tt2hGr6/q2X+sxEGqPZvb+Ez4joFKSB/uw5t9AHsAi3BPQlAGSrQJG

解密信息為：

{"name":"張三","age":18,"contactPhone":"1824783xxxx","idCard":"430626xxxxxxxxxxxxxxx"}

encrypt(Object o, String key) 方法。

第一個參數接收一個對象，然後將對象轉換成json字符串。
第二個參數接收加密的密鑰（以Base64編碼的字符串形式）。

public static String encrypt(Object o, String key) {
    return AesService.encrypt(new Gson().toJson(o), AesService.base64StringToKey(key));
}

base64StringToKey(String base64Key) 方法。

將一個Base64編碼的字符串轉換為一個SecretKey對象。

public static SecretKey base64StringToKey(String base64Key) {
        try {
            // 將base64Key解碼為一個字節數組
            byte[] data = Base64.getDecoder().decode(base64Key); 
            return new SecretKeySpec(data, 0, data.length, "AES");
        } catch (Exception e) {
            throw new KeyFormatException();
        }
    }

data：密鑰的字節數據。
0：偏移量，從數據數組的起始位置開始使用。
data.length：使用數據數組的全部長度。

"AES"：表示加密算法。

encrypt(String input, SecretKey key) 方法。

將base64Key輸入字符串input進行加密, key則就是密鑰。

public static String encrypt(String input, SecretKey key) {
  try {
      //創建Cipher對象，並且指定算法為AES
      Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
      cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
      // doFinal執行加密操作
      byte[] cipherText = cipher.doFinal(input.getBytes());
      // 返回密文
      return Base64.getEncoder().encodeToString(cipherText);
  } catch (Exception e) {
      throw new RuntimeException(e);
  }
}

ENCRYPT_MODE 表明是此時是加密模式
DECRYPT_MODE 表明此時是解密模式

decrypt(String cipherText, SecretKey key)方法。

解密一個用Base64編碼的密文字符串cipherText, key則就是密鑰

public static String decrypt(String cipherText, SecretKey key) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
            //初始化解密模式
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //將cipherText解碼為字節數組
            byte[] plainText = cipher.doFinal(Base64.getDecoder()
                    .decode(cipherText));
            return new String(plainText);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

為什麼得到加密數據後，還要使用base64進行編碼呢？

二進制數據的表示：
AES生成的數據是二進制數據，這些數據通常包含非打印字符和控制字符。這些字符在許多場景下（例如在 JSON、XML、URL 中）不能直接顯示或傳輸，因為這些格式通常只支持文本字符集（如 ASCII 或 UTF-8）。
避免數據傳輸損壞：
許多傳輸協議（如 HTTP、SMTP 等）是基於文本的，直接發送或存儲二進制數據可能會導致數據損壞或被截斷，Base64 編碼是一種將二進制數據轉換為文本字符的編碼方式，它只使用 A-Z、a-z、0-9、+、/ 這 64 個字符（以及填充字符 =），所有這些字符都在文本協議和存儲系統中是安全的，因此不會被誤處理。
數據完整性：
一些傳輸協議可能會對數據做一些自動的修改或處理，例如去掉空格、替換特殊字符等。Base64 編碼保證了數據不會因為這些自動處理而被篡改，確保數據完整性。

例如：

一個簡單的字符串 "Hello, World!"，你對它進行 AES 加密後，得到的二進制數據可能是：

[-66, 77, 127, -15, 70, 58, -7, -100, -44, -37, 78, 124, 82, -117, 122, 35]

這些值是二進制數據，無法以字符串形式表示。通過 Base64 編碼後，它們會變成：

vk1/8UY6+ZzU2058Uot6Iw==

這個結果是一個可打印的字符串，可以安全地在各種文本協議和存儲中傳輸和存儲。

所以使用 Base64 編碼來表示加密後的二進制數據是一種常見的做法，它保證了數據在各種應用場景中的兼容性和完整性，簡化了數據的傳輸和存儲。

參考資料：

https://blog.csdn.net/qq_28205153/article/details/55798628

希望這篇文章對你有一定幫助。

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