如何在Java中實現aes加密解密功能？1. 準備工作：引入javax.crypto包和secretkeyspec類，使用jdk自帶類庫即可，建議java 8及以上環境；2. 生成密鑰：通過securerandom生成128位隨機密鑰，或使用固定字符串測試；3. 加密過程：采用aes/cbc/pkcs5padding模式，生成隨機iv并拼接base64編碼的iv與密文；4. 解密過程：拆分iv和密文部分，使用相同密鑰和iv進行解密；5. 完整示例：調用encrypt和decrypt方法完成加密解密流程；6. 注意事項：避免硬編碼密鑰，使用密鑰管理系統，每次生成新iv，推薦cbc模式，避免ecb，考慮結合hmac或gcm增強安全性。
實現加密解密功能在Java中是一個常見的需求，尤其在處理敏感數據時。AES（Advanced Encryption Standard）是一種廣泛使用的對稱加密算法，具有較高的安全性和效率。下面將介紹如何使用Java實現完整的AES加密和解密過程。
1. 準備工作：引入必要的類庫
在Java中，AES加密主要依賴于javax.crypto包，以及SecretKeySpec類來生成密鑰。標準的JDK通常已經包含這些類，不需要額外引入第三方庫。不過，如果你需要更靈活的功能（比如PKCS7填充），可以考慮使用Bouncy Castle等擴展庫。
確保你的Java環境版本至少是 Java 8 或更高，并且沒有限制策略文件（默認情況下是允許的）。
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2. 生成密鑰：使用固定或隨機密鑰
AES要求一個密鑰（Key），通常是128位、192位或256位長度。這里我們以128位為例：
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import java.security.SecureRandom; public class AESExample { private static final String ALGORITHM = "AES"; public static byte[] generateKey() { byte[] key = new byte[16]; // 128 bits new SecureRandom().nextBytes(key); return key; } public static SecretKeySpec createKey(byte[] key) { return new SecretKeySpec(key, ALGORITHM); } }
注意：為了方便測試，你也可以使用固定的字符串作為密鑰，例如 “1234567890abcdef”，但生產環境中建議使用隨機生成的密鑰。
3. 加密過程：使用AES/CBC/PKCS5Padding模式
AES支持多種工作模式，推薦使用CBC（Cipher Block Chaining）加上IV（初始化向量）以增強安全性。
import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import java.util.Base64; public class AESExample { // ... 前面的generateKey和createKey方法省略 ... public static String encrypt(byte[] key, String data) throws Exception { Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); byte[] iv = new byte[16]; // 初始化向量 new SecureRandom().nextBytes(iv); IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, createKey(key), ivSpec); byte[] encrypted = cipher.doFinal(data.getBytes()); // 返回 Base64 編碼結果 + IV（便于后續解密） return Base64.getEncoder().encodeToString(iv) + ":" + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted); } }
- 使用 AES/CBC/PKCS5Padding 模式。
- 初始化向量（IV）每次不同，因此需要保存下來用于解密。
- 返回值格式為 iv:encrypted_data，用冒號分隔。
4. 解密過程：解析IV并還原原始數據
解密時，需要先提取出IV部分，然后使用相同的密鑰進行解密。
public static String decrypt(byte[] key, String encryptedData) throws Exception { String[] parts = encryptedData.split(":"); byte[] iv = Base64.getDecoder().decode(parts[0]); byte[] cipherText = Base64.getDecoder().decode(parts[1]); Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, createKey(key), ivSpec); byte[] decrypted = cipher.doFinal(cipherText); return new String(decrypted); }
- 注意異常處理，尤其是Base64解碼和分割字符串可能拋出錯誤。
- 如果密鑰或IV不匹配，解密會失敗。
5. 完整示例：調用方式參考
你可以這樣使用上面的方法：
public static void main(String[] args) throws Exception { byte[] key = generateKey(); String original = "Hello, this is a secret message!"; String encrypted = encrypt(key, original); System.out.println("Encrypted: " + encrypted); String decrypted = decrypt(key, encrypted); System.out.println("Decrypted: " + decrypted); }
輸出大致如下：
Encrypted: 3q2+7wIDAQIDBAUGBwgJCgsMDQ4PECESFBUWFxgZGhscHB4fIBE= Decrypted: Hello, this is a secret message!
6. 實際應用中的注意事項
- 密鑰管理很重要：
- 不要硬編碼在代碼中。
- 可以使用密鑰管理系統（如Vault）或加密存儲。
- IV每次都要隨機生成，不能復用。
- 加密后的內容通常使用Base64傳輸或存儲，避免亂碼。
- 加密模式選擇：
- CBC 是較常用的安全模式。
- ECB 模式雖然簡單但不推薦，因為容易被分析。
- 如果需要認證機制（防止篡改），可以結合HMAC或者使用AEAD模式（如AES/GCM/NoPadding）。
基本上就這些了。AES加密在Java中實現并不復雜，但細節上容易忽略，特別是密鑰管理和模式選擇。只要注意這些點，就能寫出安全可靠的加密代碼。
