AES GCM 加密 Java

被称为AES-GCM（高级加密标准-伽罗瓦/计数器模式）的广泛使用的对称密钥加密技术有两个优点：数据完整性和隐私性。在本节中，我们将探讨如何在 Java 中使用AES-GCM加密。

AES-GCM 是一种数据块加密方法，属于 AES 系列。它使用 128 位块大小，并支持 128、192 和 256 位密钥大小。伽罗瓦/计数器模式通过使用一种称为伽罗瓦域乘法的方法，提供身份验证并保证数据的完整性和机密性。

Java 实现

javax.crypto 包提供了用于加密和解密的方法，对于在 Java 中实现 AES-GCM 加密至关重要。提供的 Java 代码通过一个有用的示例来说明 AES-GCM 加密和解密。

首先，创建一个 AES-GCM 密码实例，初始化一个随机的 96 位初始化向量 (IV)，并生成一个随机的 256 位 AES 密钥。确保每次加密操作的唯一性可以降低与 IV 重用相关的风险。在设置了包括 IV 在内的 GCM 参数后，将通过一个明文示例展示加密和解密过程。

AESGCM.java

输出

Plaintext: Hello, AES-GCM!
Ciphertext: $}�k�k��*��?C�{?��1pG\��腃�
Decrypted Text: Hello, AES-GCM!

解释

为了确保每次加密操作的唯一性，使用 SecureRandom 类和 KeyGenerator 类生成一个随机的 96 位初始化向量 (IV)。然后使用 Cipher 类创建一个 AES-GCM 密码实例，并指定转换“AES/GCM/NoPadding”，这表示在伽罗瓦/计数器模式下使用 AES，且不进行填充。使用 SecureRandom 类生成一个随机的 96 位初始化向量 (IV)，以确保每次加密操作的唯一性。使用 GCMParameterSpec 设置包括 IV 在内的 GCM 参数。密码使用密钥和 GCM 参数初始化用于加密。

代码使用 doFinal() 方法加密示例文本“Hello, AES-GCM!”，并打印生成的密文。对于解密，使用相同的密钥和 GCM 参数将密码重新初始化为 DECRYPT_MODE。然后解密密文，并打印原始明文。

Nonce 和初始化向量 (IV)

AES-GCM 每次加密操作都需要一个唯一的 IV。为了防止漏洞，切勿与同一密钥重用 IV。在提供的示例中，随机生成了一个 96 位 IV。请确保 IV 在加密和解密过程中与密文一起传输或存储。

身份验证标签

AES-GCM 在加密过程中会生成一个身份验证标签以及密文。此标签用于在解密过程中验证数据的完整性。包含并验证此标签对于确保数据未被篡改至关重要。

性能考虑

AES-GCM 通常被认为是一种高性能的加密算法。但是，对于大型数据集，请考虑使用流式 API 或将数据分成更小的块，以避免内存问题。

通过关注这些额外的注意事项，您可以增强 Java AES-GCM 加密实现的安全性与可靠性。

结论

总之，提供的代码演示了如何在 Java 中实现 AES-GCM 加密，它融合了数据完整性和机密性的强大组合。使用 AES 系列加密算法的伽罗瓦/计数器模式，该代码体现了异常处理的价值，可提供详尽的错误报告。一个完整的 Java AES-GCM 安全高效加密策略还考虑了速度优化，尤其是在通过流式 API 或数据分块管理大型数据集时。