aes算法java代码 aes 加密算法 java

JAVA AES加密

使用AES加密时，当密钥大于128时，代码会抛出java.security.InvalidKeyException: Illegal key size or default parameters

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Illegal key size or default parameters是指密钥长度是受限制的，java运行时环境读到的是受限的policy文件。文件位于${java_home}/jre/lib/security

这种限制是因为美国对软件出口的控制。

解决办法：

去掉这种限制需要下载Java Cryptography Extension (JCE) Unlimited Strength Jurisdiction Policy Files.网址如下。

下载包的readme.txt 有安装说明。就是替换${java_home}/jre/lib/security/ 下面的local_policy.jar和US_export_policy.jar

jdk 5:

如何使用java对密码加密 加密方式aes

Java有相关的实现类：具体原理如下

对于任意长度的明文，AES首先对其进行分组，每组的长度为128位。分组之后将分别对每个128位的明文分组进行加密。

对于每个128位长度的明文分组的加密过程如下：

（1）将128位AES明文分组放入状态矩阵中。

（2）AddRoundKey变换：对状态矩阵进行AddRoundKey变换，与膨胀后的密钥进行异或操作（密钥膨胀将在实验原理七中详细讨论）。

（3）10轮循环：AES对状态矩阵进行了10轮类似的子加密过程。前9轮子加密过程中，每一轮子加密过程包括4种不同的变换，而最后一轮只有3种变换，前9轮的子加密步骤如下：

● SubBytes变换：SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换；

● ShiftRows变换：ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位；

● MixColumns变换：MixColumns变换对状态矩阵的列进行变换；

● AddRoundKey变换：AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作。

最后一轮的子加密步骤如下：

● SubBytes变换：SubBytes变换是一个对状态矩阵非线性的变换；

● ShiftRows变换：ShiftRows变换对状态矩阵的行进行循环移位；

● AddRoundKey变换：AddRoundKey变换对状态矩阵和膨胀后的密钥进行异或操作；

（4）经过10轮循环的状态矩阵中的内容就是加密后的密文。

AES的加密算法的伪代码如下。

在AES算法中，AddRoundKey变换需要使用膨胀后的密钥，原始的128位密钥经过膨胀会产生44个字（每个字为32位）的膨胀后的密钥，这44个字的膨胀后的密钥供11次AddRoundKey变换使用，一次AddRoundKey使用4个字（128位）的膨胀后的密钥。

三．AES的分组过程

对于任意长度的明文，AES首先对其进行分组，分组的方法与DES相同，即对长度不足的明文分组后面补充0即可，只是每一组的长度为128位。

AES的密钥长度有128比特，192比特和256比特三种标准，其他长度的密钥并没有列入到AES联邦标准中，在下面的介绍中，我们将以128位密钥为例。

四．状态矩阵

状态矩阵是一个4行、4列的字节矩阵，所谓字节矩阵就是指矩阵中的每个元素都是一个1字节长度的数据。我们将状态矩阵记为State，State中的元素记为Sij，表示状态矩阵中第i行第j列的元素。128比特的明文分组按字节分成16块，第一块记为“块0”，第二块记为“块1”，依此类推，最后一块记为“块15”，然后将这16块明文数据放入到状态矩阵中，将这16块明文数据放入到状态矩阵中的方法如图2-2-1所示。

块0

块4

块8

块12

块1

块5

块9

块13

块2

块6

块10

块14

块3

块7

块11

块15

图2-2-1 将明文块放入状态矩阵中

五．AddRoundKey变换

状态矩阵生成以后，首先要进行AddRoundKey变换，AddRoundKey变换将状态矩阵与膨胀后的密钥进行按位异或运算，如下所示。

其中，c表示列数，数组W为膨胀后的密钥，round为加密轮数，Nb为状态矩阵的列数。

它的过程如图2-2-2所示。

图2-2-2 AES算法AddRoundKey变换

六．10轮循环

经过AddRoundKey的状态矩阵要继续进行10轮类似的子加密过程。前9轮子加密过程中，每一轮要经过4种不同的变换，即SubBytes变换、ShiftRows变换、MixColumns变换和AddRoundKey变换，而最后一轮只有3种变换，即SubBytes变换、ShiftRows变换和AddRoundKey变换。AddRoundKey变换已经讨论过，下面分别讨论余下的三种变换。

1．SubBytes变换

SubBytes是一个独立作用于状态字节的非线性变换，它由以下两个步骤组成：

（1）在GF（28）域，求乘法的逆运算，即对于α∈GF（28）求β∈GF（28），使αβ =βα = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）。

（2）在GF（28）域做变换，变换使用矩阵乘法，如下所示：

由于所有的运算都在GF（28）域上进行，所以最后的结果都在GF（28）上。若g∈GF（28）是GF（28）的本原元素，则对于α∈GF（28），α≠0，则存在

β ∈ GF（28），使得：

β = gαmod（x8 + x4 + x3 + x + 1）

由于g255 = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）

所以g255-α = β-1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）

根据SubBytes变换算法，可以得出SubBytes的置换表，如表2-2-1所示，这个表也叫做AES的S盒。该表的使用方法如下：状态矩阵中每个元素都要经过该表替换，每个元素为8比特，前4比特决定了行号，后4比特决定了列号，例如求SubBytes(0C)查表的0行C列得FE。

表2-2-1 AES的SubBytes置换表

它的变换过程如图2-2-3所示。

图2-2-3 SubBytes变换

AES加密过程需要用到一些数学基础，其中包括GF(2)域上的多项式、GF（28）域上的多项式的计算和矩阵乘法运算等，有兴趣的同学请参考相关的数学书籍。

2．ShiftRows变换

ShiftRows变换比较简单，状态矩阵的第1行不发生改变，第2行循环左移1字节，第3行循环左移2字节，第4行循环左移3字节。ShiftRows变换的过程如图2-2-4所示。

图2-2-4 AES的ShiftRows变换

3．MixColumns变换

在MixColumns变换中，状态矩阵的列看作是域GF（28）的多项式，模(x4＋1)乘以c（x）的结果：

c(x)＝(03)x3＋(01)x2+(01)x+(02)

这里(03)为十六进制表示，依此类推。c(x)与x4＋1互质，故存在逆：

d(x)=(0B)x3＋(0D)x2＋(0G)x＋(0E)使c(x)•d(x) = (D1)mod(x4＋1)。

设有：

它的过程如图2-2-5所示。

图2-2-5 AES算法MixColumns变换

七．密钥膨胀

在AES算法中，AddRoundKey变换需要使用膨胀后的密钥，膨胀后的密钥记为子密钥，原始的128位密钥经过膨胀会产生44个字（每个字为32位）的子密钥，这44个字的子密钥供11次AddRoundKey变换使用，一次AddRoundKey使用4个字（128位）的膨胀后的密钥。

密钥膨胀算法是以字为基础的（一个字由4个字节组成，即32比特）。128比特的原始密钥经过膨胀后将产生44个字的子密钥，我们将这44个密钥保存在一个字数组中，记为W[44]。128比特的原始密钥分成16份，存放在一个字节的数组：Key[0]，Key[1]……Key[15]中。

在密钥膨胀算法中，Rcon是一个10个字的数组，在数组中保存着算法定义的常数，分别为：

Rcon[0] = 0x01000000

Rcon[1] = 0x02000000

Rcon[2] = 0x04000000

Rcon[3] = 0x08000000

Rcon[4] = 0x10000000

Rcon[5] = 0x20000000

Rcon[6] = 0x40000000

Rcon[7] = 0x80000000

Rcon[8] = 0x1b000000

Rcon[9] = 0x36000000

另外，在密钥膨胀中包括其他两个操作RotWord和SubWord，下面对这两个操作做说明：

RotWord( B0,B1,B2,B3 )对4个字节B0,B1,B2,B3进行循环移位，即

RotWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B1,B2,B3,B0 )

SubWord( B0,B1,B2,B3 )对4个字节B0,B1,B2,B3使用AES的S盒，即

SubWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B’0,B’1,B’2,B’3 )

其中，B’i = SubBytes（Bi），i = 0,1,2,3。

密钥膨胀的算法如下：

八．解密过程

AES的加密和解密过程并不相同，首先密文按128位分组，分组方法和加密时的分组方法相同，然后进行轮变换。

AES的解密过程可以看成是加密过程的逆过程，它也由10轮循环组成，每一轮循环包括四个变换分别为InvShiftRows变换、InvSubBytes变换、InvMixColumns变换和AddRoundKey变换；

这个过程可以描述为如下代码片段所示：

九．InvShiftRows变换

InvShiftRows变换是ShiftRows变换的逆过程，十分简单，指定InvShiftRows的变换如下。

Sr,(c+shift(r,Nb))modNb= Sr,c for 0 r 4 and 0 ≤ c Nb

图2-2-6演示了这个过程。

图2-2-6 AES算法InvShiftRows变换

十．InvSubBytes变换

InvSubBytes变换是SubBytes变换的逆变换，利用AES的S盒的逆作字节置换，表2-2-2为InvSubBytes变换的置换表。

表2-2-2 InvSubBytes置换表

十一．InvMixColumns变换

InvMixColumns变换与MixColumns变换类似，每列乘以d(x)

d(x) = (OB)x3 + (0D)x2 + (0G)x + (0E)

下列等式成立：

( (03)x3 + (01)x2 + (01)x + (02) )⊙d(x) = (01)

上面的内容可以描述为以下的矩阵乘法：

十二．AddRoundKey变换

AES解密过程的AddRoundKey变换与加密过程中的AddRoundKey变换一样，都是按位与子密钥做异或操作。解密过程的密钥膨胀算法也与加密的密钥膨胀算法相同。最后状态矩阵中的数据就是明文。

java实现aes加密或者解密，不用工具包的怎么做

import java.security.InvalidKeyException;

import java.security.Key;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.*;  

import javax.crypto.spec.*;  

/**

* 

* @author wchun

* 

* AES128 算法，加密模式为ECB，填充模式为 pkcs7（实际就是pkcs5）

* 

*

*/

public class AES {

static final String algorithmStr="AES/ECB/PKCS5Padding";

static private KeyGenerator keyGen;

static private Cipher cipher;

static boolean isInited=false;

//初始化

static private void init()

{

//初始化keyGen

try {

keyGen=KeyGenerator.getInstance("AES");

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

keyGen.init(128);

//初始化cipher

try {

cipher=Cipher.getInstance(algorithmStr);

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchPaddingException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

isInited=true;

}

public static byte[] GenKey()

{

if(!isInited)//如果没有初始化过,则初始化

{

init();

}

return keyGen.generateKey().getEncoded();

}

public static byte[] Encrypt(byte[] content,byte[] keyBytes)

{

byte[] encryptedText=null;

if(!isInited)//为初始化

{

init();

}

Key key=new SecretKeySpec(keyBytes,"AES");

try {

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

} catch (InvalidKeyException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

try {

encryptedText=cipher.doFinal(content);

} catch (IllegalBlockSizeException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (BadPaddingException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

return encryptedText;

}

//解密为byte[]

public static byte[] DecryptToBytes(byte[] content,byte[] keyBytes)

{

byte[] originBytes=null;

if(!isInited)

{

init();

}

Key key=new SecretKeySpec(keyBytes,"AES");

try {

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

} catch (InvalidKeyException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

//解密

try {

originBytes=cipher.doFinal(content);

} catch (IllegalBlockSizeException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

} catch (BadPaddingException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

return originBytes;

}

}

java实现ase加密解密

这个算法java SDK自带的额 参考代码如下：

/**解密

* @param content  待解密内容

* @param password 解密密钥

* @return

*/

public static byte[] decrypt(byte[] content, String password) {

try {

KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");

kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));

SecretKey secretKey = kgen.generateKey();

byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();

SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 初始化

byte[] result = cipher.doFinal(content);

return result; // 加密

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchPaddingException e) {

e.printStackTrace();

} catch (InvalidKeyException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalBlockSizeException e) {

e.printStackTrace();

} catch (BadPaddingException e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

/**

* 加密

*

* @param content 需要加密的内容

* @param password  加密密码

* @return

*/

public static byte[] encrypt(String content, String password) {

try {

KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");

kgen.init(128, new SecureRandom(password.getBytes()));

SecretKey secretKey = kgen.generateKey();

byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();

SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");

Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");// 创建密码器

byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 初始化

byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);

return result; // 加密

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchPaddingException e) {

e.printStackTrace();

} catch (InvalidKeyException e) {

e.printStackTrace();

} catch (UnsupportedEncodingException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalBlockSizeException e) {

e.printStackTrace();

} catch (BadPaddingException e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

图像界面的话就不说了