AES加密(java和C#)


需求:Java和C#進行數據交互,互相采用AES/CBC/PKCS5Padding進行加解密

Java加密和解密的代碼如下:

/**
 * 加密 1.構造密鑰生成器 2.根據 ecnodeRules 規則初始化密鑰生成器 3.產生密鑰 4.創建和初始化密碼器 5.內容加密 6.返回字符串
 * @param encodeRules 密鑰規則,類似於密鑰
 * @param content 待加密內容
 * @return
 */
public static String AESEncode(String encodeRules, String content) {
    // 初始化向量,必須 16 位
    String ivStr = "AESCBCPKCS5Paddi";
    try {
        // 1.構造密鑰生成器,指定為 AES 算法,不區分大小寫
        KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        // 新增下面兩行,處理 Linux 操作系統下隨機數生成不一致的問題
        SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        secureRandom.setSeed(encodeRules.getBytes());
        keygen.init(128, secureRandom);
        // 3.產生原始對稱密鑰
        SecretKey original_key = keygen.generateKey();
        // 4.獲得原始對稱密鑰的字節數組
        byte[] raw = original_key.getEncoded();
        System.out.println(Base64.getEncoder().encodeToString(raw));

        // 5.根據字節數組生成 AES 密鑰
        SecretKey key = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        // 6.根據指定算法 AES 自成密碼器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        // 7.初始化密碼器,第一個參數為加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作,第二個參數為使用的 KEY
        //// 指定一個初始化向量 (Initialization vector,IV), IV 必須是 16 位
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(ivStr.getBytes("UTF-8")));
        // 8.獲取加密內容的字節數組(這里要設置為 utf-8)不然內容中如果有中文和英文混合中文就會解密為亂碼
        byte[] byte_encode = content.getBytes("utf-8");
        // 9.根據密碼器的初始化方式--加密:將數據加密
        byte[] byte_AES = cipher.doFinal(byte_encode);
        // 10.將加密后的數據轉換為字符串
        // 這里用 Base64Encoder 中會找不到包
        // 解決辦法:
        // 在項目的 Build path 中先移除 JRE System Library,再添加庫 JRE System
        // Library,重新編譯后就一切正常了。
        String AES_encode = new String(Base64.getEncoder().encode(byte_AES));
        // 11.將字符串返回
        return AES_encode;
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchPaddingException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvalidKeyException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalBlockSizeException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (BadPaddingException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 如果有錯就返加 nulll
    return null;
}

/**
 * 解密 解密過程: 1.同加密1-4步 2.將加密后的字符串反紡成byte[]數組 3.將加密內容解密
 * @param encodeRules 密鑰規則,類似於密鑰
 * @param content 待加密內容
 * @return
 */
public static String AESDecode(String encodeRules, String content) {
    // 初始化向量,必須16位
    String ivStr = "AESCBCPKCS5Paddi";
    try {
        // 1.構造密鑰生成器,指定為AES算法,不區分大小寫
        KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        // 新增下面兩行,處理 Linux 操作系統下隨機數生成不一致的問題
        SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        secureRandom.setSeed(encodeRules.getBytes());
        keygen.init(128, secureRandom);
        // 3.產生原始對稱密鑰
        SecretKey original_key = keygen.generateKey();
        // 4.獲得原始對稱密鑰的字節數組
        byte[] raw = original_key.getEncoded();
        // 5.根據字節數組生成AES密鑰
        SecretKey key = new SecretKeySpec(raw, "AES");
        // 6.根據指定算法AES自成密碼器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        // 7.初始化密碼器,第一個參數為加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作,第二個參數為使用的KEY
        //// 指定一個初始化向量 (Initialization vector,IV), IV 必須是16位
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(ivStr.getBytes("UTF-8")));
        // 8.將加密並編碼后的內容解碼成字節數組
        byte[] byte_content = Base64.getDecoder().decode(content);
        /*
         * 解密
         */
        byte[] byte_decode = cipher.doFinal(byte_content);
        String AES_decode = new String(byte_decode, "utf-8");
        return AES_decode;
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchPaddingException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvalidKeyException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalBlockSizeException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (BadPaddingException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    // 如果有錯就返加nulll
    return null;
}

這里面有一個情況,就是構建密鑰生成器,C#里面有一個類庫BouncyCastle.Crypto.dll完全可以把Java的代碼翻譯過來,但是翻譯過來就卡在了密鑰生成器這里,大家可以百度“java SecureRandom”就會知道其中的原因。后來通過不斷查找資料並參考了:https://www.cnblogs.com/sheng9hhd/articles/11125705.html

 

 

最終實現了如下的C#加解密代碼:

public class AESHelper
{
    /// <summary>
    /// 用種子獲取密鑰字節
    /// </summary>
    /// <param name="strKey">密鑰種子</param>
    /// <param name="encoding">編碼格式</param>
    /// <param name="nLen">密鑰長度(一般為16,不清楚時不要隨意動)</param>
    /// <returns></returns>
    public static byte[] GetKeyBySeed(string strKey, Encoding encoding,int nLen =16)
    {
        byte[] bySeed = encoding.GetBytes(strKey);
        byte[] byKeyArray = null;
        using (var st = new SHA1CryptoServiceProvider())
        {
            using (var nd = new SHA1CryptoServiceProvider())
            {
                var rd = nd.ComputeHash(st.ComputeHash(bySeed));
                byKeyArray = rd.Take(nLen).ToArray();
            }
        }
        return byKeyArray;
    }

    /// <summary>
    ///  加密 參數:string
    /// </summary>
    /// <param name="strCon">加密內容</param>
    /// <param name="byteKey">密鑰字節數組</param>
    /// <param name="strIv">向量(注意目前只研究支持16位長度)</param>
    /// <param name="encoding">編碼方式</param>
    /// <returns>string:密文</returns>
    public static string Encrypt(string strCon, byte[] byteKey, string strIv, Encoding encoding)
    {
        try
        {
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(strCon))
            {
                return null;
            }

            byte[] byCon = encoding.GetBytes(strCon);
            var rm = new RijndaelManaged
            {
                IV = encoding.GetBytes(strIv),
                Key = byteKey,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            };
            ICryptoTransform cTransform = rm.CreateEncryptor();
            byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(byCon, 0, byCon.Length);
            return Convert.ToBase64String(resultArray, 0, resultArray.Length);
        }
        catch
        {
            return "";
        }
    }

    public static string Decrypt(string strCon, byte[] byteKey, string strIv, Encoding encoding)
    {
        try
        {
            if (string.IsNullOrWhiteSpace(strCon))
            {
                return null;
            }

            byte[] byCon =Convert.FromBase64String(strCon);
            var rm = new RijndaelManaged
            {
                IV = encoding.GetBytes(strIv),
                Key = byteKey,
                Mode = CipherMode.CBC,
                Padding = PaddingMode.PKCS7
            };
            ICryptoTransform cTransform = rm.CreateDecryptor();
            byte[] resultArray = cTransform.TransformFinalBlock(byCon, 0, byCon.Length);
            return encoding.GetString(resultArray);
        }
        catch
        {
            return "";
        }
    }

}

上面的C#代碼和Java代碼可以實現互相加解密,同時也要感謝我的同事”陳江”的鼎立支持。


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