Kotlin AES加密

一、前言

        最近工作上写的东西比较简单，感觉分享不出来，最近刚好看到数据加密这一块，感觉挺不错的，也挺好用的，所以下面分享给大家！

二、原理介绍

        首先，在Android里面，了解到的数据加密有三种，分别是MD5、AES还有RSA，在进行实际的开发过程中，一般是几种加密方式配合使用，这样加密效果会更好，被破解的概率会越小。在这里呢，想给大家简单讲下最近学的AES加密。 AES（Advanced Encryption Standard）加密是一种高级加密标准，是一种区块加密标准。它是一个对称密码，就是说加密和解密用相同的密钥。WPA/WPA2经常用的加密方式就是AES加密算法。

这里先发送方，我们把需要发送的数据P，这里叫明文P，通过密钥K进行加密，变成密文C，此时就变成你用AES加密后的一串数据了，这个数据你可以发到需要用到的地方，可以通过网络传输；另一接收方，接收到这一串数据是看不出什么信息的，此时，我们通过加密时同样的密钥对密文C进行AES解密，这样就可以得到加密前的明文P。在这传输数据的过程中，数据是以一串你设定好的类型显示的，我这边用到的是加密成16进制类型。 注意：解密时，要用加密时用的密钥K去解密，不然得不到正确的结果。

基本的加密过程就是这样的，下面先把AES工具类写出来：

class AESUtils {   private val SHA1PRNG = "SHA1PRNG" // SHA1PRNG 强随机种子算法, 要区别4.2以上版本的调用方法   private val IV = "qws871bz73msl9x8"   private val AES = "AES" //AES 加密   private val CIPHERMODE = "AES/CBC/PKCS5Padding" //algorithm/mode/padding   /**    * 加密    */   fun encrypt(key: String, cleartext: String): String? {     if (TextUtils.isEmpty(cleartext)) {       return cleartext     }     try {       val result = encrypt(key, cleartext.toByteArray())       return parseByte2HexStr(result)     }     catch (e: Exception) {       e.printStackTrace()     }     return null   }   /**    * 加密    */   @Throws(Exception::class)   fun encrypt(key: String, clear: ByteArray?): ByteArray {     val raw = getRawKey(key.toByteArray())     val skeySpec = SecretKeySpec(raw, AES)     val cipher: Cipher = Cipher.getInstance(CIPHERMODE)     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, IvParameterSpec(ByteArray(cipher.blockSize)))     return cipher.doFinal(clear)   }   /**    * 解密    */   fun decrypt(key: String, encrypted: String): String? {     if (TextUtils.isEmpty(encrypted)) {       return encrypted     }     try {       val enc = parseHexStr2Byte(encrypted)       val result = decrypt(key, enc)       return String(result)     }     catch (e: Exception) {       e.printStackTrace()     }     return null   }   /**    * 解密    */   @Throws(Exception::class)   fun decrypt(key: String, encrypted: ByteArray?): ByteArray {     val raw = getRawKey(key.toByteArray())     val skeySpec = SecretKeySpec(raw, AES)     val cipher: Cipher = Cipher.getInstance(CIPHERMODE)     cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, IvParameterSpec(ByteArray(cipher.blockSize)))     return cipher.doFinal(encrypted)   }   /**    * 生成随机数，可以当做动态的密钥    * 加密和解密的密钥必须一致，不然将不能解密    */   fun generateKey(): String? {     try {       val secureRandom: SecureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG)       val key = ByteArray(20)       secureRandom.nextBytes(key)       return toHex(key)     }     catch (e: NoSuchAlgorithmException) {       e.printStackTrace()     }     return null   }   /**    * 对密钥进行处理    */   @Throws(Exception::class)   fun getRawKey(seed: ByteArray?): ByteArray {     val kgen: KeyGenerator = KeyGenerator.getInstance(AES)     //for android     var sr: SecureRandom? = null     // 在4.2以上版本中，SecureRandom获取方式发生了改变     //crypto 加密     sr = if (Build.VERSION.SDK_INT >= 17) {       SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG, CryptoProvider())     }     else {       SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG)     }     // for Java     // secureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);     sr.setSeed(seed)     kgen.init(128, sr) //256 bits or 128 bits,192bits     //AES中128位密钥版本有10个加密循环，192比特密钥版本有12个加密循环，256比特密钥版本则有14个加密循环。     val skey: SecretKey = kgen.generateKey()     return skey.getEncoded()   }   /**    * 二进制转字符    */   private fun toHex(buf: ByteArray?): String? {     if (buf == null) return ""     val result = StringBuffer(2 * buf.size)     for (i in buf.indices) {       appendHex(result, buf[i])     }     return result.toString()   }   private fun appendHex(sb: StringBuffer, b: Byte) {     sb.append(IV[b.toInt() shr 4 and 0x0f]).append(IV[b.toInt() and 0x0f])   }   /**    * 将二进制转换成16进制    *    * @param buf    * @return    */   private fun parseByte2HexStr(buf: ByteArray): String? {     val sb = StringBuilder()     for (i in buf.indices) {       var hex = Integer.toHexString(buf[i].toInt() and 0xFF)       if (hex.length == 1) {         hex = "0$hex"       }       sb.append(hex.toUpperCase(Locale.ROOT))     }     return sb.toString()   }   /**    * 将16进制转换为二进制    *    * @param hexStr    * @return    */   private fun parseHexStr2Byte(hexStr: String): ByteArray? {     if (hexStr.isEmpty()) return null     val result = ByteArray(hexStr.length / 2)     for (i in 0 until hexStr.length / 2) {       val high = hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1).toInt(16)       val low = hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2).toInt(16)       result[i] = (high * 16 + low).toByte()     }     return result   } } 很多人看到一整块看不懂的代码都不想看，我给大家分开解释下 /**    * 加密    */   fun encrypt(key: String, cleartext: String): String? {     if (TextUtils.isEmpty(cleartext)) {       return cleartext     }     try {       val result = encrypt(key, cleartext.toByteArray())       return parseByte2HexStr(result)     }     catch (e: Exception) {       e.printStackTrace()     }     return null   }   /**    * 加密    */   @Throws(Exception::class)   fun encrypt(key: String, clear: ByteArray?): ByteArray {     val raw = getRawKey(key.toByteArray())     val skeySpec = SecretKeySpec(raw, AES)     val cipher: Cipher = Cipher.getInstance(CIPHERMODE)     cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, IvParameterSpec(ByteArray(cipher.blockSize)))     return cipher.doFinal(clear)   }

当我们要加密数据时，就调用第一个encrypt(key: String, cleartext: String)，把密钥key和需要加密的数据明文cleartext传进去，假如数据是空的，直接返回空，接下来调用第二个encrpty(key: String, clear: ByteArray?)，这个是经过一系列过程将数据生成二进制数组，在把这个生成的二进制数组通过设定好的parseByte2HexStr(buf: ByteArray)转成16进制的字符串

private fun appendHex(sb: StringBuffer, b: Byte) {     sb.append(IV[b.toInt() shr 4 and 0x0f]).append(IV[b.toInt() and 0x0f])   }   /**    * 将二进制转换成16进制    *    * @param buf    * @return    */   private fun parseByte2HexStr(buf: ByteArray): String? {     val sb = StringBuilder()     for (i in buf.indices) {       var hex = Integer.toHexString(buf[i].toInt() and 0xFF)       if (hex.length == 1) {         hex = "0$hex"       }       sb.append(hex.toUpperCase(Locale.ROOT))     }     return sb.toString()   } 就这样得到加密后的16进制字符串，此时加密过程已完成。 下面讲下解密过程 /**    * 解密    */   fun decrypt(key: String, encrypted: String): String? {     if (TextUtils.isEmpty(encrypted)) {       return encrypted     }     try {       val enc = parseHexStr2Byte(encrypted)       val result = decrypt(key, enc)       return String(result)     }     catch (e: Exception) {       e.printStackTrace()     }     return null   }   /**    * 解密    */   @Throws(Exception::class)   fun decrypt(key: String, encrypted: ByteArray?): ByteArray {     val raw = getRawKey(key.toByteArray())     val skeySpec = SecretKeySpec(raw, AES)     val cipher: Cipher = Cipher.getInstance(CIPHERMODE)     cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, IvParameterSpec(ByteArray(cipher.blockSize)))     return cipher.doFinal(encrypted)   } 这一块，跟加密过程是类似的，不同的是parseHexStr2Byte(hexStr: String) /**    * 将16进制转换为二进制    *    * @param hexStr    * @return    */   private fun parseHexStr2Byte(hexStr: String): ByteArray? {     if (hexStr.isEmpty()) return null     val result = ByteArray(hexStr.length / 2)     for (i in 0 until hexStr.length / 2) {       val high = hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1).toInt(16)       val low = hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2).toInt(16)       result[i] = (high * 16 + low).toByte()     }     return result   }

这里是将得到加密的16进制数据转成二进制，再通过decrypt(key: String, encrypted: ByteArray?)，把解密结果转成字符串类型，得到开始加密的明文。至此，基本加密解密流程就是这样。

三、如何调用呢？

我这边写了一个简单的demo，直接上代码 activity：

private var aes = AESUtils()  private var PASSWORD_STRING = aes.generateKey()?:"qws871bz73msl9x8"    override fun initView() {    encrypt.setOnClickListener(this)    decrypt.setOnClickListener(this)  }  //加密  private fun encrypt(){    var inputString:String? = ase_input.text.toString().trim()    if (inputString?.length == 0){      Toast.makeText(this,"请输入加密的内容",Toast.LENGTH_LONG).show()      return    }    var encryStr = aes.encrypt(PASSWORD_STRING,inputString?:"")    show_ase_encrypt.text = encryStr  }  //解密  private fun decrypt(){    var inputString:String? = show_ase_encrypt.text.toString().trim()    if (inputString?.length == 0){      Toast.makeText(this,"请输入加密的内容",Toast.LENGTH_LONG).show()      return    }    var decryStr = aes.decrypt(PASSWORD_STRING,inputString?:"")    show_oringe_encrypt.text = decryStr  }  override fun onClick(v: View?) {    when(v?.id){      R.id.encrypt -> encrypt()      R.id.decrypt -> decrypt()    }  } layout: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" android:id="@+id/activity_main" android:layout_width="match_parent" android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical"> <EditText  android:id="@+id/ase_input"  android:layout_width="match_parent"  android:layout_height="wrap_content"  android:hint="输入要加密的内容"  app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"/> <Button  android:id="@+id/encrypt"  android:layout_width="wrap_content"  android:layout_height="wrap_content"  android:text="点击进行ASE加密"   app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/ase_input"  app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"/> <TextView  android:id="@+id/show_ase_encrypt"  android:layout_width="match_parent"  android:layout_height="wrap_content"  android:layout_marginTop="10dp"  android:text="显示加密后的内容"   app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/encrypt"/> <Button  android:id="@+id/decrypt"  android:layout_width="wrap_content"  android:layout_height="wrap_content"  android:text="点击进行ASE解密"   app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/show_ase_encrypt"  app:layout_constraintLeft_toLeftOf="parent"/> <TextView  android:id="@+id/show_oringe_encrypt"  android:layout_width="match_parent"  android:layout_height="wrap_content"  android:layout_marginTop="10dp"  android:text="显示加密后的内容"   app:layout_constraintTop_toBottomOf="@id/decrypt"/> </androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

四、补充

  @Throws(Exception::class)   fun getRawKey(seed: ByteArray?): ByteArray {     val kgen: KeyGenerator = KeyGenerator.getInstance(AES)     //for android     var sr: SecureRandom? = null     // 在4.2以上版本中，SecureRandom获取方式发生了改变     //crypto 加密     sr = if (Build.VERSION.SDK_INT >= 17) {       SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG, CryptoProvider())     }     else {       SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG)     }     // for Java     // secureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);     sr.setSeed(seed)     kgen.init(128, sr) //256 bits or 128 bits,192bits     //AES中128位密钥版本有10个加密循环，192比特密钥版本有12个加密循环，256比特密钥版本则有14个加密循环。     val skey: SecretKey = kgen.generateKey()     return skey.getEncoded()   }

对密钥进行处理时，网上看到了有些写着SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG, "Crypto")，这个只用于Android 7以及之前的版本，Android 7之后就把相关的 Crypto provider 和 SHA1PRNG 算法同时废弃掉了，并计划在后续的 SDK 中完全移除相关的库。 这里增加了的CryptoProvider类

class CryptoProvider : Provider("Crypto",1.0,"HARMONY (SHA1 digest; SecureRandom; SHA1withDSA signature)") {   init {     put("SecureRandom.SHA1PRNG", "org.apache.harmony.security.provider.crypto.SHA1PRNG_SecureRandomImpl")     put("SecureRandom.SHA1PRNG ImplementedIn", "Software")   } }

五、总结

本章只讲解我对AES加密的理解与运用，后续会补上MD5以及RSA其他两种方法。有些的不好，或理解错的地方，大牛轻拍 = =

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