AES（Advanced Encryption Standard）加密是一种广泛使用的对称加密算法，它使用相同的密钥举行加密和解密操纵。在AES加密中，key（密钥） 和 iv（初始化向量，Initialization Vector）是两个重要的组成部分。
key（密钥）
- 定义：key是用于AES加密和解密的密钥，它是两边协商或生成的秘密信息，用于确保加密数据的安全性。
- 长度：AES支持多种长度的密钥，包括128位（16字节）、192位（24字节）和256位（32字节）。选择哪种长度的密钥取决于安全需求和性能考虑。
- 重要性：密钥的保密性至关重要，如果密钥被泄露，加密的数据就大概被解密，从而失去掩护。
iv（初始化向量）
- 定义：iv是一个随机或伪随机的值，它与密钥一起用于加密过程中的初始化。它确保了即使使用相同的密钥加密相同的明文，每次加密得到的密文也会差别，从而加强了加密的安全性。
- 长度：AES的iv长度通常是128位（16字节），这与AES的数据块长度相同。
- 重要性：iv的随机性对于防止重放攻击和统计分析攻击至关重要。使用固定的iv或可猜测的iv会降低加密的安全性。
AES加密过程
在AES加密过程中，首先会将明文分成多个128位的数据块（如果末了一个数据块不足128位，则须要举行填充）。然后，使用密钥和iv对数据举行加密。加密过程通常包括多个轮次，每轮都会实行一系列复杂的操纵，如字节更换、行移位、列混合和轮密钥加等。最终，所有的数据块都被加密成密文。
留意事项
- 密钥和iv的生成：密钥和iv应该是随机或伪随机生成的，以确保加密的安全性。密钥应该由两边协商或生成，并确保其保密性。iv可以在每次加密时随机生成，并随密文一起传输给解密方。
- 密钥和iv的传输：由于密钥和iv是敏感信息，因此它们不应该以明文形式在网络上传输。通常，可以使用非对称加密算法（如RSA）对密钥举行加密，然后再将加密后的密钥传输给对方。iv可以随密文一起传输，由于即使iv被泄露，也不会影响加密数据的安全性（前提是密钥仍旧是保密的）。
- 填充方式：在AES加密中，如果明文的长度不是数据块长度的整数倍，则须要举行填充。常用的填充方式包括PKCS5Padding、PKCS7Padding和ZeroPadding等。
java中的样例
在Java中，使用AES加密时，须要指定一个密钥（key）和一个初始化向量（IV）。Java的javax.crypto包提供了举行AES加密和解密所需的类和接口。以下是一个简单的Java示例，展示了如何使用AES加密算法、密钥（key）和初始化向量（IV）来加密字符串。
首先，确保已经导入了须要的包：
- import javax.crypto.Cipher;
- import javax.crypto.KeyGenerator;
- import javax.crypto.SecretKey;
- import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
- import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
- import java.security.SecureRandom;
- import java.util.Base64;
-
- public class AESEncryptionExample {
-
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- // 原始字符串
- String originalString = "Hello, AES Encryption!";
-
- // 生成密钥
- SecretKey key = generateKey();
-
- // 生成IV
- byte[] iv = generateIv();
-
- // 加密
- String encryptedString = encrypt(originalString, key, iv);
-
- // 输出加密后的字符串（这里使用Base64编码以便于显示和传输）
- System.out.println("Encrypted String: " + encryptedString);
-
- // 解密（这里仅作为示例，实际使用时应确保解密方也能获取到正确的key和iv）
- String decryptedString = decrypt(encryptedString, key, iv);
-
- // 输出解密后的原始字符串
- System.out.println("Decrypted String: " + decryptedString);
- }
-
- // 生成AES密钥
- private static SecretKey generateKey() throws Exception {
- KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
- keyGenerator.init(128); // 可以是128, 192, 或 256
- return keyGenerator.generateKey();
- }
-
- // 生成随机的IV
- private static byte[] generateIv() {
- byte[] iv = new byte[16]; // AES block size
- new SecureRandom().nextBytes(iv);
- return iv;
- }
-
- // 使用AES加密字符串
- private static String encrypt(String data, SecretKey key, byte[] iv) throws Exception {
- Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
- IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
- cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, ivParameterSpec);
-
- byte[] encrypted = cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8"));
- return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);
- }
-
- // 使用AES解密字符串
- private static String decrypt(String encryptedData, SecretKey key, byte[] iv) throws Exception {
- Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
- IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
- cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivParameterSpec);
-
- byte[] original = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
-
- return new String(original, "UTF-8");
- }
- }
请留意，在现实应用中，须要确保加密方和解密方都能获取到相同的密钥和IV。密钥通常是通过安全的密钥交换协议来分发的，而IV可以随加密数据一起发送（由于IV不须要保密）。然而，出于安全考虑，应该确保IV的随机性，并避免使用可猜测的IV值。
此外，示例中使用了AES/CBC/PKCS5Padding作为Cipher的转换字符串。这表示使用的是AES加密算法，CBC作为操纵模式（Cipher Block Chaining），以及PKCS5Padding作为填充机制。这些是AES加密中常用的选项，但也可以根据详细需求选择其他选项。
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