Java 如何实现AES加密

做360广告的对接需要对密码进行AES加密，下面是点睛平台文档的描述：

（AES模式为CBC，加密算法MCRYPT_RIJNDAEL_128）对MD5加密后的密码实现对称加密。秘钥是apiSecret 的前16位，向量是后16位，加密结果为64位数字和小写字母。

用Java实现AES需要依赖Java加密扩展（The Java Cryptography Extension，简称JCE）的支持——主要是在javax下面的一些包。根据描述需要使用的算法为“AES/CBC/NoPadding”，实现方案如下：

public static String encode1(String src, String secretKey, String initialVector)
	throws Exception {
	Key key = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");
	AlgorithmParameterSpec spec = new IvParameterSpec(initialVector.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
	Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/NoPadding");
 
	cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, spec);
	byte[] encrypted = cipher.doFinal(src.getBytes());

	return Hex.encodeHexString(encrypted);
}

这里使用的 SecretKeySpec、 AlgorithmParameterSpec、 IvParameterSpec等类都是JCE提供的，通常在JVM环境下可以直接使用。 Hex.encodeHexString()方法则是由apache-commons-codec提供的。如果不想多引入一个依赖也可以使用下面的方法：

public static String toHexString(byte[] bytes) {
	StringBuilder builder = new StringBuilder();
	for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
	String hex = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
	if (hex.length() < 2) {
		builder.append(0);
	}
	builder.append(hex);
	}
	return builder.toString();
}

下面是为这个加密方法写的单元测试：

@Test
public void encode1() throws Exception {
	String src = "098f6bcd4621d373cade4e832627b4f6";
	String key = "1234567891234567";
	String iv = "8912345678912345";
 
	String result = AES.encode1(src, key, iv);
	String expect = "21fa89586f4a299545307b99036a082e135b52d3f63f93541e4291669a0de1de";
	Assert.assertEquals(expect, result);
}

这里的代码大体上能够满足360广告的对接需求了。但是因为jdk11偶尔对一些javax扩展包的不支持，我有些不太喜欢这个方案。另外在一些资料中也了解到jdk对AES 256加密是有一些限制的，要响应相关限制需要引入一个授权文件或者更换jdk，这就有些难接受了。种种原因吧，我需要一个替换方案。

最开始我以为在apache-common-codec中会有相关方案，但是结果是让人失望的。不过还好，最终我找到了Bouncy Castle。以下是关于Bouncy Castle的一些描述：

Bouncy Castle 是一种用于Java平台的开放源码的轻量级密码算法包。它支持大量的密码算法，并提供 JCE 1.2.1 的实现。Bouncy Castle是轻量级的，从J2SE 1.4到J2ME（包括MIDP）平台，它都可以运行。它是在MIDP上运行的唯一完整的密码术包。

使用Bouncy Castle提供的能力必然需要先引入相关的依赖。针对不同的jdk版本，Bouncy Castle都有提供对应的Cryptography Provider。比如我使用的是JDK1.8，对应的就是bcprov-jdk15to18，相关的依赖如下：

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15to18</artifactId>
    <version>1.66</version>
</dependency>

基于Bouncy Castle实现的360点睛平台AES加密处理如下：

public static String encode2(String value, String secretKey, String initialVector) {
	try {
		BufferedBlockCipher cipher = getCipher(secretKey, initialVector);
		byte[] bytes = value.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
		byte[] out = new byte[cipher.getOutputSize(bytes.length)];
		int len = cipher.processBytes(bytes, 0, bytes.length, out, 0);
		len += cipher.doFinal(out, len);
		byte[] arr = new byte[len];
		System.arraycopy(out, 0, arr, 0, len);
		return Hex.toHexString(arr);
	} catch (Exception e) {
		throw new EncryptException("Data encryption failed. " + e.getMessage());
	}
}
 
private static BufferedBlockCipher getCipher(String secretKey, String iniVector) {
	try {
		byte[] iv = iniVector.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
		CipherParameters params = new ParametersWithIV(new KeyParameter(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)), iv);
		BufferedBlockCipher cipher = new BufferedBlockCipher(new CBCBlockCipher(new AESEngine()));
		cipher.init(true, params);
		return cipher;
	} catch (Exception ex) {
		throw new EncryptException("Cannot intialize Bouncy Castle cipher. " + ex.getMessage());
	}
}

因为360点睛平台要求使用的加密key没有超过256位，所以两个方案都是行得通的。

我比较喜欢Bouncy Castle这个方案，这个方案相对较轻量，并且不依赖JCE。但是这个方案的不足之处也恰恰在于此：Java中的SSL层，JSSE和XML加密库都依赖到JCE，而且AES Key长度的校验是在 Cipher类中进行的，在这些场景下Bouncy Castle也很难起到作用。

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