AES高级加密标准简析

发布时间:2018-11-19  栏目:w88优德官网电脑版  评论:0 Comments

1 AES高档加密标准简介

1.1 概述

  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,是美国联邦当局运用的一样栽区块加密标准。这个正式用来顶替原先的DES,已经深受多方分析还广为全世界所运用。经过五年之选流程,高级加密标准由美国国家标准和技能研究院(NIST)于2001年11月26日发布让FIPS
PUB
197,并于2002年5月26日变成有效之正经。2006年,高级加密标准定成为对称密钥加密中极其盛的算法有。

1.2 发展历史

  1997年4月15日,美国ANSI发起征集AES(advanced encryption
standard)的移位,并也这建了AES工作小组。
  1997年9月12日,美国联邦登记处公布了专业征集AES候选算法的通知。对AES的核心要求是:
比三更DES快、至少和三还DES一样安全、数据分组长度也128于单独、密钥长度为128/192/256比只有。

  1998年8月12日,在首届AES候选会议(first AES candidate
conference)上公布了AES的15单候选算法,任由全球各国机构与个体攻击和评论。

  1999年3月,在第2顶AES候选会议(second AES candidate
conference)上通过对五洲各国密码机构以及个体对候选算法分析结果的讨论,从15单候选算法中选出了5只。分别是RC6、Rijndael、SERPENT、Twofish和MARS。

  2000年4月13日交14日,召开了第3顶AES候选会议(third AES candidate
conference),继续对最终5独候选算法进行讨论。

  2000年10月2日,NIST宣布Rijndael作为新的AES。经过3年差不多之座谈,Rijndael终于脱颖而出。

  Rijndael由比利时之Joan Daemen和Vincent
Rijmen设计。算法的原型是Square算法,它的计划策略是富轨迹策略(wide trail
strategy)。算法来很好的顽抗差分密码分析与线性密码分析的能力。

1.3 算法原理

  对如密码体制的发展趋势将因为分组密码吗主要。分组密码算法通常由密钥扩张算法和加密(解密)算法两片段构成。密钥扩展算法将b字节用户主密钥扩展成r个子密钥。加密算法由一个密码学上的弱函数f与r个子密钥迭代r次组成。混乱和密钥扩散是分组密码算法设计的中坚尺度。抵御已清楚明文的差分和线性攻击,可变长密钥和分组是该体的宏图中心。

  AES是美国国家标准技术研究所NIST旨在代表DES的21世纪的加密标准。

  AES的骨干要求凡,采用对如分组密码体制,密钥的尺寸最少支持为128、192、256,分组长度128个,算法应易于各种硬件和软件实现。1998年NIST开始AES第一轮子分析、测试与收集,共发出了15独候选算法。1999年3月到位了第二轮AES2的解析、测试。2000年10月2日美国政府标准揭晓当选比利时密码学家Joan
Daemen 和 Vincent Rijmen 提出的同等种植密码算法RIJNDAEL 作为 AES.

  于运方面,尽管DES在安康达成是脆弱的,但鉴于快捷DES芯片的豁达生,使得DES仍能少继续下,为增高安全强度,通常采取独立密钥的老三层DES。但是DES迟早只要叫AES代替。流密码体制较之分组密码在争鸣及秋还安全,但未让列入下一代加密标准。

  AES加密数据块分组长度要也128比较单纯,密钥长度可以是128较单、192比特、256于特中的肆意一个(如果数据块及密钥长度相差时,会补齐)。AES加密有广大轮子的还和换。大致步骤如下:1、密钥扩展(KeyExpansion),2、初始轮(Initial
Round),3、重复轮w88优德官网电脑版(Rounds),每一样轮子以包括:SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey,4、最终轮(Final
Round),最终轮没有MixColumns。

1.4 算法应用

  高级加密标准AES(Rijndael)算法在各个行业各单位中将得到大的采用,成为虚拟专用网、SONET(同步独网络)、远程访问服务器(RAS)、高速ATM/Ethernet路由器、移动通信、卫星通信、电子金融业务等的地下算法,并日益取代DES在IPSee、SSL和ATM中的用。IEEE802.11i草案都定义了AES加密的星星栽不同运行模式,成功化解了无线局域网(WLAN)标准中之洋洋安然无恙题材。此外,得益于密码技术之短平快发展,政府以及队伍通信再多的使用高级的加密算法,以及台网保密体系,财政保密、游戏机密等地方AES加密算法都得到了大规模的施用。

2 java代码实现

  1 package xin.dreaming.aes;
  2 
  3 
  4 import javax.crypto.Cipher;
  5 import javax.crypto.SecretKey;
  6 import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
  7 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
  8 
  9 import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
 10 import org.junit.Test;
 11 public class AESUtils {
 12 
 13     /**
 14      * 生成随机密钥
 15      * 
 16      * @param size
 17      *            位数
 18      * @return
 19      */
 20     public static String generateRandomKey(int size) {
 21         StringBuilder key = new StringBuilder();
 22         String chars = "0123456789ABCDEF";
 23         for (int i = 0; i < size; i++) {
 24             int index = (int) (Math.random() * (chars.length() - 1));
 25             key.append(chars.charAt(index));
 26         }
 27         return key.toString();
 28     }
 29     
 30     /**
 31      * AES加密
 32      * 
 33      * @param plainBytes
 34      *            明文字节数组
 35      * @param keyBytes
 36      *            对称密钥字节数组
 37      * @param useBase64Code
 38      *            是否使用Base64编码
 39      * @param charset
 40      *            编码格式
 41      * @return byte[]
 42      */
 43     public static byte[] encryptAES(byte[] plainBytes, byte[] keyBytes, boolean useBase64Code, String charset) throws Exception {
 44         String cipherAlgorithm = "AES/CBC/PKCS5Padding";
 45         String keyAlgorithm = "AES";
 46         String IV = "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0";
 47 
 48         try {
 49             Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
 50             SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, keyAlgorithm);
 51             IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
 52 
 53             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, ivspec);
 54 
 55             byte[] encryptedBlock = cipher.doFinal(plainBytes);
 56 
 57             if (useBase64Code) {
 58                 return Base64.encodeBase64String(encryptedBlock).getBytes(charset);
 59             } else {
 60                 return encryptedBlock;
 61             }
 62         } catch (Exception e) {
 63             e.printStackTrace();
 64             throw new Exception("AES加密失败");
 65         }
 66     }
 67 
 68     /**
 69      * AES解密
 70      * 
 71      * @param cryptedBytes
 72      *            密文字节数组
 73      * @param keyBytes
 74      *            对称密钥字节数组
 75      * @param useBase64Code
 76      *            是否使用Base64编码
 77      * @param charset
 78      *            编码格式
 79      * @return byte[]
 80      */
 81     public static byte[] decryptAES(byte[] cryptedBytes, byte[] keyBytes, boolean useBase64Code, String charset) throws Exception {
 82         String cipherAlgorithm = "AES/CBC/PKCS5Padding";
 83         String keyAlgorithm = "AES";
 84         String IV = "\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0";
 85 
 86         byte[] data = null;
 87 
 88         // 如果是Base64编码的话,则要Base64解码
 89         if (useBase64Code) {
 90             data = Base64.decodeBase64(new String(cryptedBytes, charset));
 91         } else {
 92             data = cryptedBytes;
 93         }
 94 
 95         try {
 96             Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
 97             SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, keyAlgorithm);
 98             IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
 99 
100             cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, ivspec);
101 
102             byte[] decryptedBlock = cipher.doFinal(data);
103 
104             return decryptedBlock;
105         } catch (Exception e) {
106             e.printStackTrace();
107             throw new Exception("AES解密失败");
108         }
109     }
110     
111     /**
112      * BASE64加密
113      * 
114      * @param key
115      * @return
116      * @throws Exception
117      */
118 
119     
120     @Test
121     public void aesTest() throws Exception{
122         String value ="DREAMING.XIN";
123         //生成随机AES对称密钥
124         String keyStr = generateRandomKey(16);
125         byte[] keyBytes = keyStr.getBytes("UTF-8");
126         
127         byte[] encryptAES = encryptAES(value.getBytes(), keyBytes, true, "UTF-8");
128         
129         System.out.println("AES加密后数据: "+new String(encryptAES));
130         
131         /*String encodeBase64String = Base64.encodeBase64String(encryptAES);
132         
133         System.out.println("先AES后BASE64: "+encodeBase64String);
134         
135         byte[] decodeBase64 = Base64.decodeBase64(encodeBase64String);*/
136         
137         byte[] decryptAES = decryptAES(encryptAES, keyBytes, true, "UTF-8");
138         
139         System.out.println("AES减密后数据: "+ new String(decryptAES));
140         
141     }
142     
143 }

运作结果:

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参考:

  1、https://baike.baidu.com/item/aes/5903?fr=aladdin&fromid=3233272&fromtitle=aes%E5%8A%A0%E5%AF%86%E7%AE%97%E6%B3%95

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