Android网络数据传输安全——AES加密解密（ECB模式）
高级加密标准（英语：Advanced Encryption
Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦*采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于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。2006年，高级加密标准已然成为对称**加密中最流行的算法之一。
密码说明
严格地说，AES和Rijndael加密法并不完全一样（虽然在实际应用中二者可以互换），因为Rijndael加密法可以支持更大范围的区块和**长度：AES的区块长度固定为128
比特，**长度则可以是128，192或256比特；而Rijndael使用的**和区块长度可以是32位的整数倍，以128位为下限，256比特为上限。加密过程中使用的**是由Rijndael**生成方案产生。
大多数AES计算是在一个特别的有限域完成的。
AES加密过程是在一个4×4的字节矩阵上运作，这个矩阵又称为“状态（state）”，其初值就是一个明文区块（矩阵中一个元素大小就是明文区块中的一个Byte）。（Rijndael加密法因支持更大的区块，其矩阵行数可视情况增加）加密时，各轮AES加密循环（除最后一轮外）均包含4个步骤：
AddRoundKey — 矩阵中的每一个字节都与该次轮秘钥（round key）做XOR运算；每个子**由**生成方案产生。
SubBytes — 通过非线性的替换函数，用查找表的方式把每个字节替换成对应的字节。 ShiftRows —
将矩阵中的每个横列进行循环式移位。 MixColumns — 为了充分混合矩阵中各个直行的操作。这个步骤使用线性转换来混合每列的四个字节。
最后一个加密循环中省略MixColumns步骤，而以另一个AddRoundKey取代。
加密标准
对称密码*的发展趋势将以分组密码为重点。分组密码算法通常由**扩展算法和加密（解密）算法两部分组成。**扩展算法将b字节用户主**扩展成r个子**。加密算法由一个密码学上的弱函数f与r个子**迭代r次组成。混乱和**扩散是分组密码算法设计的基本原则。抵御已知明文的差分和线性攻击，可变长**和分组是该*的设计要点。
AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在取代DES的21世纪的加密标准。
AES的基本要求是，采用对称分组密码*，**的长度最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮分析、测试和征集，共产生了15个候选算法。1999年3月完成了第二轮AES2的分析、测试。2000年10月2日美国*正式宣布选中比利时密码学家Joan
Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的一种密码算法RIJNDAEL 作为 AES.
在应用方面，尽管DES在安全上是脆弱的，但由于快速DES芯片的大量生产，使得DES仍能暂时继续使用，为提高安全强度，通常使用独立**的三级DES。但是DES迟早要被AES代替。流密码*较之分组密码在理论上成熟且安全，但未被列入下一代加密标准。
AES加密数据块分组长度必须为128比特，**长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个（如果数据块及**长度不足时，会补齐）。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：1、**扩展（KeyExpansion），2、初始轮（Initial
Round），3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，4、最终轮（Final
Round），最终轮没有MixColumns。
代码
AESECBActivity
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.text.TextUtils;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
import tsou.com.encryption.R;
import tsou.com.encryption.aesecb.AESUtils;
/**
* ECB模式自设定秘钥
*/
public class AESECBActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {
private EditText encryptionContext;
private Button encryption;
private TextView tvEncryption;
private Button decode;
private TextView tvDecode;
private Activity mActivity;
private Context mContext;
private String key = "huangxiaoguo1234";//必须16位
private byte[] encrypt;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_aes);
mActivity = this;
mContext = this;
encryptionContext = (EditText) findViewById(R.id.et_encryption_context);
encryption = (Button) findViewById(R.id.btn_encryption);
tvEncryption = (TextView) findViewById(R.id.tv_encryption);
decode = (Button) findViewById(R.id.btn_decode);
tvDecode = (TextView) findViewById(R.id.tv_decode);
initListener();
}
private void initListener() {
encryption.setOnClickListener(this);
decode.setOnClickListener(this);
}
@Override
public void onClick(View view) {
switch (view.getId()) {
case R.id.btn_encryption://加密
String encryptionString = encryptionContext.getText().toString().trim();
if (TextUtils.isEmpty(encryptionString)) {
Toast.makeText(mContext, "请输入加密内容", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
encrypt = AESUtils.encrypt(encryptionString.getBytes(), key.getBytes());
tvEncryption.setText(new String(encrypt));
break;
case R.id.btn_decode://解密
String decodeString = tvEncryption.getText().toString().trim();
if (TextUtils.isEmpty(decodeString)) {
Toast.makeText(mContext, "请先加密", Toast.LENGTH_SHORT).show();
return;
}
byte[] decrypt = AESUtils.decrypt(encrypt, key.getBytes());
tvDecode.setText(new String(decrypt));
break;
}
}
}
AESUtils
package tsou.com.encryption.aesecb;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
/**
* AES加密解密工具
*
* @author huangxiaoguo
*/
public class AESUtils {
/**
* AES加密
*
* @param data
* 将要加密的内容
* @param key
* **
* @return 已经加密的内容
*/
public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) {
//不足16字节，补齐内容为差值
int len = 16 - data.length % 16;
for (int i = 0; i < len; i++) {
byte[] bytes = { (byte) len };
data = ArrayUtils.concat(data, bytes);
}
try {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/NoPadding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
return cipher.doFinal(data);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return new byte[] {};
}
/**
* AES解密
*
* @param data
* 将要解密的内容
* @param key
* **
* @return 已经解密的内容
*/
public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) {
data = ArrayUtils.noPadding(data, -1);
try {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/NoPadding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
byte[] decryptData = cipher.doFinal(data);
int len = 2 + ByteUtils.byteToInt(decryptData[4]) + 3;
return ArrayUtils.noPadding(decryptData, len);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return new byte[] {};
}
ArrayUtils
package tsou.com.encryption.aesecb;
/**
* 数组工具
*
* @author huangxiaoguo
*/
public class ArrayUtils {
/**
* 合并数组
*
* @param firstArray
* 第一个数组
* @param secondArray
* 第二个数组
* @return 合并后的数组
*/
public static byte[] concat(byte[] firstArray, byte[] secondArray) {
if (firstArray == null || secondArray == null) {
return null;
}
byte[] bytes = new byte[firstArray.length + secondArray.length];
System.arraycopy(firstArray, 0, bytes, 0, firstArray.length);
System.arraycopy(secondArray, 0, bytes, firstArray.length,
secondArray.length);
return bytes;
}
/**
* 去除数组中的补齐
*
* @param paddingBytes
* 源数组
* @param dataLength
* 去除补齐后的数据长度
* @return 去除补齐后的数组
*/
public static byte[] noPadding(byte[] paddingBytes, int dataLength) {
if (paddingBytes == null) {
return null;
}
byte[] noPaddingBytes = null;
if (dataLength > 0) {
if (paddingBytes.length > dataLength) {
noPaddingBytes = new byte[dataLength];
System.arraycopy(paddingBytes, 0, noPaddingBytes, 0, dataLength);
} else {
noPaddingBytes = paddingBytes;
}
} else {
int index = paddingIndex(paddingBytes);
if (index > 0) {
noPaddingBytes = new byte[index];
System.arraycopy(paddingBytes, 0, noPaddingBytes, 0, index);
}
}
return noPaddingBytes;
}
/**
* 获取补齐的位置
*
* @param paddingBytes
* 源数组
* @return 补齐的位置
*/
private static int paddingIndex(byte[] paddingBytes) {
for (int i = paddingBytes.length - 1; i >= 0; i--) {
if (paddingBytes[i] != 0) {
return i + 1;
}
}
return -1;
}
}
ByteUtils
package tsou.com.encryption.aesecb;
public class ByteUtils {
public static int byteToInt(byte b) {
return (b) & 0xff;
}
}
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