AES 256 Encryption in Java

如今，安全性已成为一个重要方面。Java 编程通过支持不同的加密和哈希算法，为数据传输以及多个节点之间的通信提供安全性。在本节中，我们将讨论 AES 256 加密算法，并在 Java 程序中实现该逻辑。

什么是 AES？

AES 是一种高级加密标准算法。它是一种对称的、分组密码的加密和解密算法。它使用 128、192 和 256 位密钥大小。它对加密和解密都使用有效且相同的密钥。

在 AES 中，使用分组密码。这意味着要加密的数据将被分成块进行加密。原始数据值使用不同的填充位（如 128、192 或 256 位）进行加密。

AES 的优点

• 没有有效的密钥就无法解密加密的数据。
• AES 是全球最常用的安全算法，用于各种目的，如无线通信、金融交易、加密数据存储等。
• 希望安全地传输数据而不被破解的公司可以随时使用 AES 算法。

AES 的缺点

• AES 算法使用非常简单的代数公式。
• 每个块都使用相似的加密方式进行加密。
• AES 可能难以用软件实现。

AES 256 加密和解密

• 使用 AES 加密算法，明文消息通过仅发送者和接收者知道的密钥转换为密文。
• Java Cryptographic Extension (JCE) 框架在 Java 中支持加密或解密消息或字符串。
• Java Cryptographic Extension 框架提供了不同的加密和解密包。
  • java.security
  • java.security.cert
  • java.security.spec
  • java.security.interfaces
  • javax.crypto
  • javax.crypto.spec
  • javax.crypto.interfaces
• 在解密消息时，遵循与加密相反的过程。它需要密钥的值才能获取原始消息。
• Java 中的 Cipher 类用于加密和解密过程。Cipher 类的 init() 方法使用给定转换类型的公钥来初始化密码。

AES 算法的操作模式

AES 算法有以下六种操作模式

1. ECB (电子密码本)

这是所有模式中最简单的一种。它将明文消息分成 128 位大小的块。然后使用相同的密钥和算法对这些块进行加密。因此，它每次都会为相同的块生成相同的密文。这被认为是一个弱点，因此建议不要在加密中使用 ECB。

2. CBC (密码块链接)

CBC 使用初始化向量 (IV) 来改进加密。在 CBC 中，通过明文和 IV 之间的 XOR 操作执行加密。然后生成密文。然后使用加密结果与明文进行 XOR 直到最后一个块。

3. CFB (密文反馈)

CFB 可用作流密码。它首先加密初始化向量 (IV)，然后与明文进行 XOR 操作以生成密文。然后用下一个明文块加密密文。在此模式下，解密可以并行执行，但加密不能并行执行。

4. OFB (输出反馈)

OFB 也可用作流密码。它不需要填充数据。首先，加密 IV，然后将加密结果与明文进行 XOR 操作以生成密文。这里，IV 不能并行加密或解密。

5. CTR (计数器)

在 CTR 模式下，加密过程与 OFB 模式类似，唯一的区别是它加密计数器值而不是 IV。

它有两个优点：加密或解密可以并行执行，并且一个块的噪声不会影响另一个块。

6. GCM (伽罗瓦/计数器模式)

GCM 模式是 CTR 模式的扩展版本。它由 NIST 推出。GCM 模式在加密过程后提供密文以及身份验证标签。

在下面的程序中，使用了AES/CBC/PKCS5Padding 算法，因为它很受欢迎并且在许多项目中都有使用。

AES-256 加密和解密 Java 程序

AESExample.java

输出

Original value: AES Encryption
Encrypted value: V5E9I52IxhMaW4+hJhl56g==
Decrypted value: AES Encryption

在上述 Java 程序中，AESExample 类定义了两个方法：encrypt() 实现 AES-256 加密算法，decrypt() 实现 AES-256 解密算法。最后，驱动方法调用这两个方法并在控制台上显示结果。

在本文中，我们讨论了 Java 中的 AES 256 加密算法、其操作模式及其实现，以及其优缺点。