|
作者：WelkinXie
原文链接：http://www.jianshu.com/p/df828a57cb8f
AES是开发中常用的加密算法之一。然而由于前后端开发使用的语言不统一，导致经常出现前端加密而后端不能解密的情况出现。然而无论什么语言系统，AES的算法总是相同的， 因此导致结果不一致的原因在于 加密设置的参数不一致 。于是先来看看在两个平台使用AES加密时需要统一的几个参数。
密钥长度
AES算法下，key的长度有三种：128、192和256 bits。由于历史原因，JDK默认只支持不大于128 bits的密钥，而128 bits的key已能够满足商用安全需求。因此本例先使用AES-128。（Java使用大于128 bits的key方法在文末提及）
加密模式
AES属于块加密（Block Cipher），块加密中有CBC、ECB、CTR、OFB、CFB等几种工作模式。本例统一使用CBC模式。
填充方式
由于块加密只能对特定长度的数据块进行加密，因此CBC、ECB模式需要在最后一数据块加密前进行数据填充。（CFB，OFB和CTR模式由于与key进行加密操作的是上一块加密后的密文，因此不需要对最后一段明文进行填充）
在iOS SDK中提供了PKCS7Padding，而JDK则提供了PKCS5Padding。原则上PKCS5Padding限制了填充的Block Size为8 bytes，而Java实际上当块大于该值时，其PKCS5Padding与PKCS7Padding是相等的：每需要填充χ个字节，填充的值就是χ。
初始向量
使用除ECB以外的其他加密模式均需要传入一个初始向量，其大小与Block Size相等（AES的Block Size为128 bits），而两个平台的API文档均指明当不传入初始向量时，系统将默认使用一个全0的初始向量。
有了上述的基础之后，可以开始分别在两个平台进行实现了。
iOS实现
先定义一个初始向量的值。
NSString *const kInitVector = @'16-Bytes--String';
确定密钥长度，这里选择 AES-128。
size_t const kKeySize = kCCKeySizeAES128;
加密方法
+ (NSString *)encryptAES:(NSString *)content key:(NSString *)key {
NSData *contentData = [content dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSUInteger dataLength = contentData.length;
// 为结束符'\\0' +1
char keyPtr[kKeySize + 1];
memset(keyPtr, 0, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
// 密文长度 <= 明文长度="" +="">
size_t encryptSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *encryptedBytes = malloc(encryptSize);
size_t actualOutSize = 0;
NSData *initVector = [kInitVector dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCEncrypt,
kCCAlgorithmAES,
kCCOptionPKCS7Padding, // 系统默认使用 CBC，然后指明使用 PKCS7Padding
keyPtr,
kKeySize,
initVector.bytes,
contentData.bytes,
dataLength,
encryptedBytes,
encryptSize,
&actualOutSize);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
// 对加密后的数据进行 base64 编码
return [[NSData dataWithBytesNoCopy:encryptedBytes length:actualOutSize] base64EncodedStringWithOptions:NSDataBase64EncodingEndLineWithLineFeed];
}
free(encryptedBytes);
return nil;
}
解密方法
+ (NSString *)decryptAES:(NSString *)content key:(NSString *)key {
// 把 base64 String 转换成 Data
NSData *contentData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:content options:NSDataBase64DecodingIgnoreUnknownCharacters];
NSUInteger dataLength = contentData.length;
char keyPtr[kKeySize + 1];
memset(keyPtr, 0, sizeof(keyPtr));
[key getCString:keyPtr maxLength:sizeof(keyPtr) encoding:NSUTF8StringEncoding];
size_t decryptSize = dataLength + kCCBlockSizeAES128;
void *decryptedBytes = malloc(decryptSize);
size_t actualOutSize = 0;
NSData *initVector = [kInitVector dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
CCCryptorStatus cryptStatus = CCCrypt(kCCDecrypt,
kCCAlgorithmAES,
kCCOptionPKCS7Padding,
keyPtr,
kKeySize,
initVector.bytes,
contentData.bytes,
dataLength,
decryptedBytes,
decryptSize,
&actualOutSize);
if (cryptStatus == kCCSuccess) {
return [[NSString alloc] initWithData:[NSData dataWithBytesNoCopy:decryptedBytes length:actualOutSize] encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
free(decryptedBytes);
return nil;
}
Java实现
同理先在类中定义一个初始向量，需要与iOS端的统一。
private static final String IV_STRING = '16-Bytes--String';
另 Java 不需手动设置密钥大小，系统会自动根据传入的 Key 进行判断。
加密方法
public static String encryptAES(String content, String key)
throws InvalidKeyException, NoSuchAlgorithmException,
NoSuchPaddingException, UnsupportedEncodingException,
InvalidAlgorithmParameterException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
byte[] byteContent = content.getBytes('UTF-8');
// 注意，为了能与 iOS 统一
// 这里的 key 不可以使用 KeyGenerator、SecureRandom、SecretKey 生成
byte[] enCodeFormat = key.getBytes();
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(enCodeFormat, 'AES');
byte[] initParam = IV_STRING.getBytes();
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(initParam);
// 指定加密的算法、工作模式和填充方式
Cipher cipher = Cipher.getInstance('AES/CBC/PKCS5Padding');
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(byteContent);
// 同样对加密后数据进行 base64 编码
Encoder encoder = Base64.getEncoder();
return encoder.encodeToString(encryptedBytes);
}
解密方法
public static String decryptAES(String content, String key)
throws InvalidKeyException, NoSuchAlgorithmException,
NoSuchPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException,
IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, UnsupportedEncodingException {
// base64 解码
Decoder decoder = Base64.getDecoder();
byte[] encryptedBytes = decoder.decode(content);
byte[] enCodeFormat = key.getBytes();
SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(enCodeFormat, 'AES');
byte[] initParam = IV_STRING.getBytes();
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(initParam);
Cipher cipher = Cipher.getInstance('AES/CBC/PKCS5Padding');
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, ivParameterSpec);
byte[] result = cipher.doFinal(encryptedBytes);
return new String(result, 'UTF-8');
}
至此，AES 在 iOS 与 Java 同步实现完成。
注意以上实现的是 AES-128，因此方法传入的 key 需为长度为 16 的字符串。
关于Java使用大于128 bits的key
到Oracle官网下载对应Java版本的 JCE ，解压后放到 JAVA_HOME/jre/lib/security/ ，然后修改 iOS 端的 kKeySize 和两端对应的 key 即可。
附上完整代码：
AESCipher-iOS
AESCipher-Java
▼
|
