1、简介
AES，全称为 Advanced Encryption Standard，是一种分组密码算法，用于保护敏感数据的传输和存储。AES 分为 128 位和 256 位两种密钥长度，可以对数据进行加密和解密，保证数据的安全性和完整性。AES 主要应用于电子商务、移动支付、网络安全等领域，被广泛运用于现代社会的各个方面。AES 算法被设计为高度安全，可以在理论上保证其分组密码的安全性。然而，由于其复杂性和密钥长度，AES 算法的实现和应用也具有一定的技术难度。因此，在应用 AES算法时，需要注意加强密钥管理和安全性保障。
这个标准用来替代原先的 DES（Data Encryption Standard），已经被多方分析且广为全世界所使用。
AES 算法具有很多优点，例如快速、安全、可靠等。它可以加密大量数据，而不会因为加密过程中的数据量过大而变得缓慢。此外，AES 算法还支持块大小的自动调整，可以处理不同大小的数据块。
2、AES 加密模式
2.1、加密方式
ECB（Electronic Codebook）模式：这种模式是将整个明文分成若干段相同的小段，然后对每一小段进行加密。加密时，使用一个密钥，将明文中的每个字符与密钥中对应位置的字符进行异或运算，得到密文。
CBC（Cipher Block Chaining）模式：这种模式是先将明文切分成若干小段，然后每一小段与初始块或者上一段的密文段进行异或运算后，再与密钥进行加密。加密时，使用一个密钥和一个初始化向量（IV），初始化向量是一个16字节的向量，包含了加密算法所需的所有信息。
CFB（Cipher Feedback）模式：这种模式是一种较为复杂的加密模式，它结合了CBC和CTR两种模式的优点。在CFB模式中，加密过程中使用一个密钥和一个随机生成的初始化向量（IV），然后对明文进行加密。在加密完成后，通过对明文进行非对称加密来生成密文的向量。随后，通过对密文进行反向操作，将密文的向量与明文的向量进行异或运算，得到解密所需的密钥。
需要注意的是，ECB、CBC、CFB等模式都是对称加密算法，加密和解密使用相同的密钥。在使用这些算法时，需要注意保护密钥的安全，避免被恶意获取。
2.2、安全性
ECB 不够安全，只适合于短数据的加密，而 CBC 和 CFB 相较于 ECB 更加安全，因为前一个密文块会影响当前明文块，使攻击者难以预测密文的结构。
2.3、速度
ECB 是最简单的加密方式，速度最快，但由于安全性差不建议使用，CBC 因为每个明文块都要与前一个密文块进行异或操作，比 ECB 要慢一些，CFB 因为需要反复加密和解密，速度可能会更慢。
总的来说，选择 AES 的算法模式需要根据加密需要的安全性和速度来进行选择，通常推荐使用CBC 或 CFB 模式，而不是 ECB 模式。
3、Java 实现完整示例
在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的 Cipher 类来实现 AES 加密和解密。完整代码如下：
package com.csdn.woniu.example;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import java.nio.charset.StandardCharsets;import java.util.Base64;import java.util.Random;/** * <h1>AES 加密和解密示例代码</h1> * Created by woniu * */public class AESExample { /** 加密模式之 ECB，算法/模式/补码方式 */ private static final String AES_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding"; /** 加密模式之 CBC，算法/模式/补码方式 */ private static final String AES_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding"; /** 加密模式之 CFB，算法/模式/补码方式 */ private static final String AES_CFB = "AES/CFB/PKCS5Padding"; /** AES 中的 IV 必须是 16 字节（128位）长 */ private static final Integer IV_LENGTH = 16; /*** * <h2>空校验</h2> * @param str 需要判断的值 */ public static boolean isEmpty(Object str) { return null == str || "".equals(str); } /*** * <h2>String 转 byte</h2> * @param str 需要转换的字符串 */ public static byte[] getBytes(String str){ if (isEmpty(str)) { return null; } try { return str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } /*** * <h2>初始化向量（IV），它是一个随机生成的字节数组，用于增加加密和解密的安全性</h2> */ public static String getIV(){ String str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789"; Random random = new Random(); StringBuffer sb = new StringBuffer(); for(int i = 0 ; i < IV_LENGTH ; i++){ int number = random.nextInt(str.length()); sb.append(str.charAt(number)); } return sb.toString(); } /*** * <h2>获取一个 AES 密钥规范</h2> */ public static SecretKeySpec getSecretKeySpec(String key){ SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(getBytes(key), "AES"); return secretKeySpec; } /** * <h2>加密 - 模式 ECB</h2> * @param text 需要加密的文本内容 * @param key 加密的密钥 key * */ public static String encrypt(String text, String key){ if (isEmpty(text) || isEmpty(key)) { return null; } try { // 创建AES加密器 Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ECB); SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec); // 加密字节数组 byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(getBytes(text)); // 将密文转换为 Base64 编码字符串 return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } /** * <h2>解密 - 模式 ECB</h2> * @param text 需要解密的文本内容 * @param key 解密的密钥 key * */ public static String decrypt(String text, String key){ if (isEmpty(text) || isEmpty(key)) { return null; } // 将密文转换为16字节的字节数组 byte[] textBytes = Base64.getDecoder().decode(text); try { // 创建AES加密器 Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ECB); SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec); // 解密字节数组 byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(textBytes); // 将明文转换为字符串 return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } /** * <h2>加密 - 自定义加密模式</h2> * @param text 需要加密的文本内容 * @param key 加密的密钥 key * @param iv 初始化向量 * @param mode 加密模式 * */ public static String encrypt(String text, String key, String iv, String mode){ if (isEmpty(text) || isEmpty(key) || isEmpty(iv)) { return null; } try { // 创建AES加密器 Cipher cipher = Cipher.getInstance(mode); SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, new IvParameterSpec(getBytes(iv))); // 加密字节数组 byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(getBytes(text)); // 将密文转换为 Base64 编码字符串 return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } /** * <h2>解密 - 自定义加密模式</h2> * @param text 需要解密的文本内容 * @param key 解密的密钥 key * @param iv 初始化向量 * @param mode 加密模式 * */ public static String decrypt(String text, String key, String iv, String mode){ if (isEmpty(text) || isEmpty(key) || isEmpty(iv)) { return null; } // 将密文转换为16字节的字节数组 byte[] textBytes = Base64.getDecoder().decode(text); try { // 创建AES加密器 Cipher cipher = Cipher.getInstance(mode); SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, new IvParameterSpec(getBytes(iv))); // 解密字节数组 byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(textBytes); // 将明文转换为字符串 return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { String text = "嗨，您好！"; String key = "woniucsdnvip8888"; // 16字节的密钥 String iv = getIV(); String encryptTextEBC = encrypt(text, key); System.out.println("EBC 加密后内容：" + encryptTextEBC); System.out.println("EBC 解密后内容：" + decrypt(encryptTextEBC, key)); System.out.println(); String encryptTextCBC = encrypt(text, key, iv, AES_CBC); System.out.println("CBC 加密IV：" + iv); System.out.println("CBC 加密后内容：" + encryptTextCBC); System.out.println("CBC 解密后内容：" + decrypt(encryptTextCBC, key, iv, AES_CBC)); System.out.println(); String encryptTextCFB = encrypt(text, key, iv, AES_CFB); System.out.println("CFB 加密IV：" + iv); System.out.println("CFB 加密后内容：" + encryptTextCFB); System.out.println("CFB 解密后内容：" + decrypt(encryptTextCFB, key, iv, AES_CFB)); }}运行结果如下：
EBC 加密后内容：Nc6r9GcghANVXeAek8OQAg==EBC 解密后内容：嗨，您好！CBC 加密IV：sIVxRsEWgAHNNLYoCBC 加密后内容：515S8VG52TqbhUwB1T9DiA==CBC 解密后内容：嗨，您好！CFB 加密IV：sIVxRsEWgAHNNLYoCFB 加密后内容：C3MNkL3f4be9hwkrA0VsNg==CFB 解密后内容：嗨，您好！
