Java AES256加密解密实现指南

引言

本文将教会你如何在Java中实现AES256加密解密功能。AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，使用256位密钥长度，被广泛应用于保护数据的安全性。

在学习实现这个功能之前，我们先来了解一下整个实现过程的流程。

流程图

flowchart TD
    开始 --> 生成密钥
    生成密钥 --> 加密
    加密 --> 解密
    解密 --> 结束

步骤及代码实现

1. 生成密钥

在AES加密解密过程中，密钥是非常重要的，我们需要先生成一个符合AES规范的256位密钥。下面是生成密钥的代码：

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class AESUtil {

    public static SecretKey generateKey() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGenerator.init(256);
        return keyGenerator.generateKey();
    }
}

这段代码使用了Java的KeyGenerator类来生成密钥，指定密钥长度为256位。返回的密钥是一个SecretKey对象。

2. 加密

在进行加密之前，我们需要准备好明文和密钥。明文可以是任意长度的字符串，密钥则是上一步生成的256位密钥。下面是加密的代码：

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

public class AESUtil {

    // 生成密钥的代码省略...

    public static String encrypt(String plainText, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }
}

这段代码使用了Java的Cipher类来进行加密操作。我们使用ECB模式和PKCS5Padding填充方式对明文进行加密，然后将加密后的字节流进行Base64编码，返回加密后的字符串。

3. 解密

解密过程与加密过程相反，我们需要准备好密文和密钥。密文是加密后的字符串，密钥是生成的256位密钥。下面是解密的代码：

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

public class AESUtil {

    // 生成密钥和加密的代码省略...

    public static String decrypt(String encryptedText, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
}

这段代码同样使用了Cipher类来进行解密操作。我们使用与加密相同的ECB模式和PKCS5Padding填充方式，将Base64解码后的密文进行解密，然后将解密后的字节流转换为字符串并返回。

类图

下面是AESUtil类的类图：

classDiagram
    class AESUtil {
        <<utility>>
        - generateKey() : SecretKey
        - encrypt(plainText: String, secretKey: SecretKey) : String
        - decrypt(encryptedText: String, secretKey: SecretKey) : String
    }

总结

在本文中，我们学习了如何使用Java实现AES256加密解密功能。我们通过生成密钥、加密和解密三个步骤，完成了对明文的加密和对密文的解密操作。通过以上的代码和说明，相信你已经掌握了实现这个功能的方法。希望本文对你有所帮助！