Android中的AES加密解密技术

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最近需要在项目中加密数据，首先想到要使用到AES加密技术。在网上找了很多，都是适合Java工程，在Android上无法正常达到预期的解密。花了两天的时间终于找到了可以在Android上顺利实现加密解密的代码，在这里有必要的记录一下。

简介

对于AES的概念，以下摘自维基百科，它是这样解释的:

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，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。

其余的就不多说了，以下直接进入主题 …

Android中的用法

以下示例是基于Android的，Java不通用

工具类

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package com.wt.aes;


import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
 * Created by shoewann on 16-9-23.
 */

public class AESUtils {

    public static String encrypt(String seed, String cleartext) throws Exception {
        byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes());
        byte[] result = encrypt(rawKey, cleartext.getBytes());
        return toHex(result);
    }

    public static String decrypt(String seed, String encrypted) throws Exception {
        byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes());
        byte[] enc = toByte(encrypted);
        byte[] result = decrypt(rawKey, enc);
        return new String(result);
    }


    private static byte[] getRawKey(byte[] seed) throws Exception {
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG", "Crypto");
        sr.setSeed(seed);
        kgen.init(128, sr); // 192 and 256 bits may not be available
        SecretKey skey = kgen.generateKey();
        byte[] raw = skey.getEncoded();
        return raw;
    }


    private static byte[] encrypt(byte[] raw, byte[] clear) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(clear);
        return encrypted;
    }


    private static byte[] decrypt(byte[] raw, byte[] encrypted) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
        return decrypted;
    }


    private static String toHex(String txt) {
        return toHex(txt.getBytes());
    }

    private static String fromHex(String hex) {
        return new String(toByte(hex));
    }

    private static byte[] toByte(String hexString) {
        int len = hexString.length() / 2;
        byte[] result = new byte[len];
        for (int i = 0; i < len; i++)
            result[i] = Integer.valueOf(hexString.substring(2 * i, 2 * i + 2), 16).byteValue();
        return result;
    }


    private static String toHex(byte[] buf) {
        if (buf == null)
            return "";
        StringBuffer result = new StringBuffer(2 * buf.length);
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
            appendHex(result, buf[i]);
        }
        return result.toString();
    }

    private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";

    private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
        sb.append(HEX.charAt((b >> 4) & 0x0f)).append(HEX.charAt(b & 0x0f));
    }
}

示例调用

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package com.wt.aes;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;

/**
 * Created by shoewann on 16-9-23.
 */
public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = "MainActivity";

    String content="我是需要加密的数据内容";
    String key="com.sina.com";

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        try {
            Log.d(TAG,"加密前："+content);
            //encrypt （加密）
            String encrypt = AESUtils.encrypt(key, content);
            Log.d(TAG,"加密后："+encrypt);
            //decrypt （解密）
            String decrypt = AESUtils.decrypt(key, encrypt);
            Log.d(TAG,"解密后："+decrypt);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            Log.d(TAG,"ERROR："+e.getMessage());
        }
    }
}

运行结果,如果是这样:

aes_success.png

根据以上log信息可以看出，数据能在设备上成功被加密和解密出来，说明你当前的调试设备版本在Android 7.0(API 24)以下，你依然可以使用以上的方式来加密解密。

Android N 已弃用Crypto

  • 如果你在Android系统版本是7.0的设备上运行以上代码，结果是这样的:

aes_7.0_error

根据以上的log信息可以看出，在Android 7.0 新版本 Android SDK 不再支持 Crypto,至于详细可以访问http://android-developers.blogspot.com/2016/06/security-crypto-provider-deprecated-in.html
或者
查看之前我翻译提交的这篇文章。

以下是，修改过后的工具类:

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package com.wt.aes;


import java.nio.charset.StandardCharsets;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
 * Created by shoewann on 16-9-23.
 */

public class AESUtils {

    public static String encrypt(String seed, String cleartext) throws Exception {
        byte[] rawKey = deriveKeyInsecurely(seed,32).getEncoded();
        byte[] result = encrypt(rawKey, cleartext.getBytes());
        return toHex(result);
    }

    public static String decrypt(String seed, String encrypted) throws Exception {
        byte[] rawKey = deriveKeyInsecurely(seed,32).getEncoded();
        byte[] enc = toByte(encrypted);
        byte[] result = decrypt(rawKey, enc);
        return new String(result);
    }

    private static SecretKey deriveKeyInsecurely(String password, int
            keySizeInBytes) {
        byte[] passwordBytes = password.getBytes(StandardCharsets.US_ASCII);
        return new SecretKeySpec(
                InsecureSHA1PRNGKeyDerivator.deriveInsecureKey(
                        passwordBytes, keySizeInBytes),
                "AES");
    }

    private static byte[] encrypt(byte[] raw, byte[] clear) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
        byte[] encrypted = cipher.doFinal(clear);
        return encrypted;
    }


    private static byte[] decrypt(byte[] raw, byte[] encrypted) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
        byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
        return decrypted;
    }


    private static String toHex(String txt) {
        return toHex(txt.getBytes());
    }

    private static String fromHex(String hex) {
        return new String(toByte(hex));
    }

    private static byte[] toByte(String hexString) {
        int len = hexString.length() / 2;
        byte[] result = new byte[len];
        for (int i = 0; i < len; i++)
            result[i] = Integer.valueOf(hexString.substring(2 * i, 2 * i + 2), 16).byteValue();
        return result;
    }


    private static String toHex(byte[] buf) {
        if (buf == null)
            return "";
        StringBuffer result = new StringBuffer(2 * buf.length);
        for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
            appendHex(result, buf[i]);
        }
        return result.toString();
    }

    private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";

    private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
        sb.append(HEX.charAt((b >> 4) & 0x0f)).append(HEX.charAt(b & 0x0f));
    }
}

以上的工具类中InsecureSHA1PRNGKeyDerivator这个类，可以在示例代码里找到

通过再次调用以上的工具类中的加密解密的方法，就可以在Android 7.0上成功加密解密出数据:

aes_7.0_success.png

以上是对Anroid 中使用AES及在7.0上使用相关问题，原创不易，如果不足，欢迎指正，谢谢。

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