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深入浅出 Android AES 加密解密：从理论到实战

article 2025/1/14 21:18:05

深入浅出 Android AES 加密解密：从理论到实战

在现代移动应用中，数据安全是不可忽视的一环。无论是用户隐私保护，还是敏感信息的存储与传输，加密技术都扮演着重要角色。本文将以 AES（Advanced Encryption Standard）加密算法 为核心，带你深入了解其在 Android 中的应用，并通过代码示例讲解如何实现 AES-128 加密解密。

一、为什么选择 AES？

AES 是目前最广泛使用的对称加密算法之一，具有以下优势：

安全性高：AES 支持 128、192 和 256 位密钥长度。本文聚焦于 128 位加密，它在效率和安全性之间取得了平衡。
性能优秀：AES 是一种高效的块加密算法，适合移动设备的资源约束环境。
广泛支持：在 Android 平台上，AES 加密已内置支持，开发者无需额外引入第三方库。

二、AES-128 加密原理

AES 使用对称加密方式，意味着加密和解密使用同一密钥。其核心原理如下：

输入数据（明文）：需要加密的原始信息。
密钥：用于加密和解密的固定长度字符串（16 字节对应 128 位）。
加密模式：AES 提供多种工作模式，如 ECB、CBC、CFB 等。本文采用 AES/CBC/PKCS5Padding，即：
- CBC（Cipher Block Chaining）：一种分组加密模式，增强数据安全性。
- PKCS5Padding：填充方式，用于保证明文块长度符合加密算法要求。

三、Android 实现 AES 加密解密

以下代码实现了 AES-128 的加密和解密，并以实际例子展示了完整过程。

1. 代码核心实现

package com.exap.service.moive.aeslib;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class Aes128Util {

    private static final String AES = "AES";
    private static final String AES_CBC_PKCS5PADDING = "AES/CBC/PKCS5Padding";

    /**
     * AES128位加密字符串
     * 
     * @param plaintext 待加密的字符串
     * @param key       密钥（16个字符的字符串）
     * @return 加密后的Base64编码字符串
     * @throws Exception 加密异常
     */
    public static String encrypt(String plaintext, String key) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), AES);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5PADDING);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivSpec);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    /**
     * AES128位解密字符串
     * 
     * @param encryptedText Base64编码的加密字符串
     * @param key           密钥（16个字符的字符串）
     * @return 解密后的字符串
     * @throws Exception 解密异常
     */
    public static String decrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), AES);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_CBC_PKCS5PADDING);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivSpec);
        byte[] encryptedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }

    public static void mainTest() {
        String plaintext = "ec74d721051c:1732856541:test";
        String key = "aaaaaaaa:1732856"; // 16个字符的密钥

        try {
            System.out.println("[Aes128Util]原始字符串: " + plaintext);
            String encryptedText = encrypt(plaintext, key);
            System.out.println("[Aes128Util]加密后的字符串: " + encryptedText);

            String decryptedText = decrypt(encryptedText, key);
            System.out.println("[Aes128Util]解密后的字符串: " + decryptedText);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}