Java实现AES加密和解密
经过三周的不懈努力，终于完成了AES对任意格式的文件加密和解密。现在将自己的学习经历记下来，纪念自己三周的付出。同时也感谢网上的各位大神的博客，让我学到了很多http://blog.csdn.net/xiaaiwu/article/details/42747229
下面就将AES的各个构件的核心代码粘贴如下，每行代码都有详细的注释！
packagemyAes;/?本类完成AES的加密和解密的流程?/publicclassmyAes{privatebyteState[][];//明文的状态表privatebyteSbox[][];//S盒子privatebyteiSbox[][];//逆S盒子privatebytekey[];//密钥privateintNk;//密钥长度privateintNr;//对不同的长度的密钥不同的轮数privatebytew[][];//密钥调度表privatebyteRcon[][];//轮常数表privateintNb;//明文列数//构造函数publicmyAes(byte[]keyBytes,intkeySize){this.Nb=4;//只处理明文是128位为一组if(keySize==128){this.Nk=4;this.Nr=10;}elseif(keySize==192){//System.out.println("密钥长度位192位");this.Nk=6;this.Nr=12;}elseif(keySize==256){this.Nk=8;this.Nr=14;}this.key=newbyte[this.Nk4];this.key=keyBytes;createSbox();//创建S盒子的方法createISbox();//创建S逆盒子的方法createRcon();//创建轮常数数组的方法keyExtend();//密钥扩展的方法}//初始化S盒子privatevoidcreateSbox(){this.Sbox=newbyte[][]{{0x63,0x7c,0x77,0x7b,(byte)0xf2,0x6b,0x6f,(byte)0xc5,0x30,0x01,0x67,0x2b,(byte)0xfe,(byte)0xd7,(byte)0xab,0x76},{(byte)0xca,(byte)0x82,(byte)0xc9,0x7d,(byte)0xfa,0x59,0x47,(byte)0xf0,(byte)0xad,(byte)0xd4,(byte)0xa2,(byte)0xaf,(byte)0x9c,(byte)0xa4,0x72,(byte)0xc0},{(byte)0xb7,(byte)0xfd,(byte)0x93,0x26,0x36,0x3f,(byte)0xf7,(byte)0xcc,0x34,(byte)0xa5,(byte)0xe5,(byte)0xf1,0x71,(byte)0xd8,0x31,0x15},{0x04,(byte)0xc7,0x23,(byte)0xc3,0x18,(byte)0x96,0x05,(byte)0x9a,0x07,0x12,(byte)0x80,(byte)0xe2,(byte)0xeb,0x27,(byte)0xb2,0x75},{0x09,(byte)0x83,0x2c,0x1a,0x1b,0x6e,0x5a,(byte)0xa0,0x52,0x3b,(byte)0xd6,(byte)0xb3,0x29,(byte)0xe3,0x2f,(byte)0x84},{0x53,(byte)0xd1,0x00,(byte)0xed,0x20,(byte)0xfc,(byte)0xb1,0x5b,0x6a,(byte)0xcb,(byte)0xbe,0x39,0x4a,0x4c,0x58,(byte)0xcf},{(byte)0xd0,(byte)0xef,(byte)0xaa,(byte)0xfb,0x43,0x4d,0x33,(byte)0x85,0x45,(byte)0xf9,0x02,0x7f,0x50,0x3c,(byte)0x9f,(byte)0xa8},{0x51,(byte)0xa3,0x40,(byte)0x8f,(byte)0x92,(byte)0x9d,0x38,(byte)0xf5,(byte)0xbc,(byte)0xb6,(byte)0xda,0x21,0x10,(byte)0xff,(byte)0xf3,(byte)0xd2},{(byte)0xcd,0x0c,0x13,(byte)0xec,0x5f,(byte)0x97,0x44,0x17,(byte)0xc4,(byte)0xa7,0x7e,0x3d,0x64,0x5d,0x19,0x73},{0x60,(byte)0x81,0x4f,(byte)0xdc,0x22,0x2a,(byte)0x90,(byte)0x88,0x46,(byte)0xee,(byte)0xb8,0x14,(byte)0xde,0x5e,0x0b,(byte)0xdb},{(byte)0xe0,0x32,0x3a,0x0a,0x49,0x06,0x24,0x5c,(byte)0xc2,(byte)0xd3,(byte)0xac,0x62,(byte)0x91,(byte)0x95,(byte)0xe4,0x79},{(byte)0xe7,(byte)0xc8,0x37,0x6d,(byte)0x8d,(byte)0xd5,0x4e,(byte)0xa9,0x6c,0x56,(byte)0xf4,(byte)0xea,0x65,0x7a,(byte)0xae,0x08},{(byte)0xba,0x78,0x25,0x2e,0x1c,(byte)0xa6,(byte)0xb4,(byte)0xc6,(byte)0xe8,(byte)0xdd,0x74,0x1f,0x4b,(byte)0xbd,(byte)0x8b,(byte)0x8a},{0x70,0x3e,(byte)0xb5,0x66,0x48,0x03,(byte)0xf6,0x0e,0x61,0x35,0x57,(byte)0xb9,(byte)0x86,(byte)0xc1,0x1d,(byte)0x9e},{(byte)0xe1,(byte)0xf8,(byte)0x98,0x11,0x69,(byte)0xd9,(byte)0x8e,(byte)0x94,(byte)0x9b,0x1e,(byte)0x87,(byte)0xe9,(byte)0xce,0x55,0x28,(byte)0xdf},{(byte)0x8c,(byte)0xa1,(byte)0x89,0x0d,(byte)0xbf,(byte)0xe6,0x42,0x68,0x41,(byte)0x99,0x2d,0x0f,(byte)0xb0,0x54,(byte)0xbb,0x16}};}/生成S逆盒子：我的思路：得到s盒中一个元素的高四位和低四位，分别作为s逆盒子的行和列。然后在把s盒中的行和列转换成十六进制存到s逆盒中。/privatevoidcreateISbox(){intx,y;this.iSbox=newbyte[16][16];for(inti=0;i<16;i++){for(intj=0;j<16;j++){//得到s盒子元素中的高四位的值x=(int)((this.Sbox[i][j]>>4)&0x0f);//得到s盒子元素中的低四位的值y=(int)(this.Sbox[i][j]&0x0f);//高四位和低四位分别做为s逆盒子的行和列，将s盒子的行和列变成十六进制放到s逆盒子中this.iSbox[x][y]=(byte)(16i+j);}}}//初始化Rcon轮常数二维数组privatevoidcreateRcon(){this.Rcon=newbyte[][]{?{0x00,0x00,0x00,0x00},{0x01,0x00,0x00,0x00},{0x02,0x00,0x00,0x00},{0x04,0x00,0x00,0x00},{0x08,0x00,0x00,0x00},{0x10,0x00,0x00,0x00},{0x20,0x00,0x00,0x00},{0x40,0x00,0x00,0x00},{(byte)0x80,0x00,0x00,0x00},{0x1B,0x00,0x0,0x00},{0x36,0x00,0x00,0x00},};}/RotWord方法:将密钥w[i-1]的四个字节循环左移位，返回移位后的结果。/privatebyte[]RotWord(byte[]rotWord){byte[]b=newbyte[4];b[0]=rotWord[1];b[1]=rotWord[2];b[2]=rotWord[3];b[3]=rotWord[0];returnb;}/SubWord方法：将密钥w[i-1]的四个字节分别用S盒子的内容进行替换返回替换后的结果。/privatebyte[]SubWord(byte[]subWord){for(inti=0;i>4&0x0f)][(subWord[i]&0x0f)];}returnsubWord;}/扩展密钥的方法/privatevoidkeyExtend(){this.w=newbyte[Nb(Nr+1)][4];for(inti=0;i6&&(i%Nk==4)){temp=SubWord(temp);}this.w[i][0]=(byte)(this.w[i-Nk][0]^temp[0]);this.w[i][1]=(byte)(this.w[i-Nk][1]^temp[1]);this.w[i][2]=(byte)(this.w[i-Nk][2]^temp[2]);this.w[i][3]=(byte)(this.w[i-Nk][3]^temp[3]);//对轮密钥十六进制输出/System.out.print("w["+i+"]:");for(intj=0;j<=3;j++){System.out.format("%x?",w[i][j]);}System.out.println("");/}this.setW(this.w);}//byte数组转换成String输出。即到时候在前台输出密钥扩展的内容publicstaticStringBytesToString(Stringw,byte[]b)???{?????Strings="";?????for(inti=0;i>4)&0x0f][(this.State[r][c]&0x0f)];}}}//逆字节替换privatevoidinvSubByte(){for(intr=0;r<4;r++){for(intc=0;c>4)&0x0f][(this.State[r][c]&0x0f)];}}}//行移位privatevoidshiftRow(){byte[][]temp=newbyte[4][Nb];for(intr=0;r<4;r++){for(intc=0;c>7&0x01)==0){//若字节最高位为0，则就是将b左移1位return(byte)(b<<1);}else{bytec=0x1b;return(byte)((b<<1)^c);}}//字节03的结果,相当于b（02+01）。后面的方法类似privatebytemultBy03(byteb){return(byte)(mult2(b)^mult1(b));}//字节b09的结果privatebytemultBy09(byteb){return(byte)(mult2(mult2(mult2(b)))^mult1(b));}//字节0b的结果privatebytemultBy0b(byteb){return(byte)(mult2(mult2(mult2(b)))^mult2(b)^mult1(b));}//字节0d的结果privatebytemultBy0d(byteb){return(byte)(mult2(mult2(mult2(b)))^mult2(mult2(b))^mult1(b));}//字节0e的结果privatebytemultBy0e(byteb){return(byte)(mult2(mult2(mult2(b)))^mult2(mult2(b))^mult2(b));}/1、整个加密过程2、传入的参数是明文和密文的字节数组/publicvoidencrypt(byte[]input,byte[]output){//初始化状态列this.State=newbyte[4][Nb];for(inti=0;i<(4Nb);i++){this.State[(i/Nb)][(i%Nb)]=input[i];}addRoundKey(0);//开始轮密钥加密1次for(intround=1;round0;round--){invShiftRow();//逆行移位invSubByte();//逆字节替换addRoundKey(round);//轮密钥加密invMixColum();//逆列混合}invShiftRow();//逆行移位invSubByte();//逆字节替换addRoundKey(0);//用第0轮的密钥加密for(inti=0;i<(4Nb);i++){output[i]=this.State[(i/Nb)][(i%Nb)];}}//设置密钥publicbyte[][]getW(){returnw;}publicvoidsetW(byte[][]w){this.w=w;}}
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