最近因为业务需求,需要把一段C#编写的加密代码采用Java进行实现,在此记下我的实施过程和过程中碰到的一些问题以备后用。为了便于观察,只贴上C#源码中关键的部分:
1 ///
2 ///<summary>
3 /// 加密方法
4 /// </summary>
5 /// <param name=\"Source\">待加密的串</param>
6 /// <returns>经过加密的串</returns>
7 public static string Encrypto(string Source)
8 {
9 byte[] bytIn = UTF8Encoding.UTF8.GetBytes(Source);
10 MemoryStream ms = new MemoryStream();
11 mobjCryptoService.Key = GetLegalKey();
12 mobjCryptoService.IV = GetLegalIV();
13 //创建对称加密器对象
14 //下面的控制台打印是我自己添加方便观察的
15 Console.WriteLine("KeySize:" + mobjCryptoService.KeySize);
16 Console.WriteLine("LegalKeySizes:" + mobjCryptoService.LegalKeySizes.Length);
17 Console.WriteLine("Mode:"+ mobjCryptoService.Mode);
18 Console.WriteLine("Padding:"+mobjCryptoService.Padding);
19 ICryptoTransform encrypto = mobjCryptoService.CreateEncryptor();
20 //定义将数据流链接到加密转换的流
21 CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encrypto, CryptoStreamMode.Write);
22 cs.Write(bytIn, 0, bytIn.Length);
23 cs.FlushFinalBlock();
24 ms.Close();
25 byte[] bytOut = ms.ToArray();
26
27 return Convert.ToBase64String(bytOut);
28 }
29
30 ///
31 ///<summary>
32 /// 解密方法
33 /// </summary>
34 /// <param name=\"Source\">待解密的串</param>
35 /// <returns>经过解密的串</returns>
36 public static string Decrypto(string Source)
37 {
38 try
39 {
40 byte[] bytIn = Convert.FromBase64String(Source);
41 MemoryStream ms = new MemoryStream(bytIn, 0, bytIn.Length);
42 mobjCryptoService.Key = GetLegalKey();
43 mobjCryptoService.IV = GetLegalIV();
44 //创建对称解密器对象
45 ICryptoTransform encrypto = mobjCryptoService.CreateDecryptor();
46 //定义将数据流链接到加密转换的流
47 CryptoStream cs = new CryptoStream(ms, encrypto, CryptoStreamMode.Read);
48 StreamReader sr = new StreamReader(cs);
49 return sr.ReadToEnd();
50 }
51 catch (Exception)
52 {
53 return string.Empty;
54 }
55 }
其中有一个问题:
1 //生成加密器的对象由RijndaelManaged得来,那么这个RijndaelManaged对象是干嘛的?第三方的?原生的?
2 private static SymmetricAlgorithm mobjCryptoService = new RijndaelManaged();
调查之后,好吧,它是一种对称加密算法(可以理解为在双方之间可以实现加解密),以下来自百科:
高级加密标准(英语:Advanced Encryption Standard,缩写:AES),在密码学中又称Rijndael加密法,是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES,已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程,高级加密标准由美国国家标准与技术研究院(NIST)于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197,并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年,高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
…
之前对加密标准认识的并不多,但是通过代码来看,似乎实现对称加密还需要别的材料,看到下面这两个方法
1 /// <summary>
2 /// 获得密钥
3 /// </summary>
4 /// <returns>密钥</returns>
5 private static byte[] GetLegalKey()
6 {
7 string _TempKey = Key;//Key已经预先写死在代码里了
8 mobjCryptoService.GenerateKey();
9 byte[] bytTemp = mobjCryptoService.Key;
10 int KeyLength = bytTemp.Length;
11 if (_TempKey.Length > KeyLength)
12 _TempKey = _TempKey.Substring(0, KeyLength);
13 else if (_TempKey.Length < KeyLength)
14 _TempKey = _TempKey.PadRight(KeyLength, ' ');
15 return ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(_TempKey);
16 }
17 //GetLegalKey方法每次都会返回一个长度为32的byte数组
18 //mobjCryptoService.Key = GetLegalKey();
19
20 /// <summary>
21 /// 获得初始向量IV
22 /// </summary>
23 /// <returns>初试向量IV</returns>
24 private static byte[] GetLegalIV()
25 {
26 string _TempIV = "$%^&*()_osudghwe7%%2kdijskldglk2397^&*wigwuqwelkn";//这是虚构的
27 mobjCryptoService.GenerateIV();
28 byte[] bytTemp = mobjCryptoService.IV;
29 int IVLength = bytTemp.Length;
30 if (_TempIV.Length > IVLength)
31 _TempIV = _TempIV.Substring(0, IVLength);
32 else if (_TempIV.Length < IVLength)
33 _TempIV = _TempIV.PadRight(IVLength, ' ');
34 return ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(_TempIV);
35 }
36 //GetLegalIV方法每次都会返回一个长度为16的byte数组
37 //mobjCryptoService.IV = GetLegalIV();
虽然是通过两个方法来取得的KEY和IV(二者都是byte数组),但是KEY和IV都是预先写死在代码里的,只不过是返回了特定长度的byte数组。
1 //RijndaelManaged,这是对称算法合法的key和IV的长度(分别以位来计算)
2 // Legal min key size = 128
3 // Legal max key size = 256
4 // Legal min block size = 128
5 // Legal max block size = 256
经过调查,还需要配置算法的mode和padding,此处并没有进行设置,所以默认分别为CipherMode.CBC和PaddingMode.PKCS7。详见
mode和
padding
目前来看,需要调查的可以告一段落了,那么接下来,就需要调查如何Java实现了。在Java中,实现加密需要用到JCE提供的Cipher对象,类比C#的实现,借鉴广大程序员的智慧,我首先尝试写了一下(只贴出关键部分)
1 public void init(byte[] keyBytes) {
2
3 // 如果密钥不足16位,那么就补足. 这个if 中的内容很重要
4 int base = 16;
5 if (keyBytes.length % base != 0) {
6 int groups = keyBytes.length / base
7 + (keyBytes.length % base != 0 ? 1 : 0);
8 byte[] temp = new byte[groups * base];
9 Arrays.fill(temp, (byte) 0);
10 System.arraycopy(keyBytes, 0, temp, 0, keyBytes.length);
11 keyBytes = temp;
12 }
13 // 转化成JAVA的密钥格式
14 key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
15 try {
16 // 初始化cipher
17 cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
18 } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
19 e.printStackTrace();
20 } catch (NoSuchPaddingException e) {
21 e.printStackTrace();
22 }
23 }
24
25 /**
26 * 加密方法
27 * @param content 待加密內容字符串
28 * @param keySrc 加解密密秘钥字符串
29 * @param iv 算法所需向量
30 * @return
31 * @throws UnsupportedEncodingException
32 */
33 public String encrypt(String content, String keySrc,String iv) throws UnsupportedEncodingException {
34 byte[] encryptedText = null;
35 init(keySrc.getBytes("utf-8"));
36 try {
37 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv.getBytes()));
38 encryptedText = cipher.doFinal(content.getBytes("utf-8"));
39 } catch (Exception e) {
40 e.printStackTrace();
41 }
42 return Base64.encodeBase64String(encryptedText);
43 }
44
45 /**
46 * 解密方法
47 * @param encryptedData 待解密数据
48 * @param keySrc 加解密密秘钥字符串
49 * @param iv 算法所需向量
50 * @return
51 * @throws UnsupportedEncodingException
52 */
53 public String decrypt(String encryptedData, String keySrc,String iv) throws UnsupportedEncodingException {
54 byte[] decryptedText = null;
55 init(keySrc.getBytes("utf-8"));
56 try {
57 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv.getBytes()));
58 decryptedText = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(encryptedData));
59 } catch (Exception e) {
60 e.printStackTrace();
61 }
62 return new String(decryptedText);
63 }
64
65 public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
66 EncryptingUtil eu = new EncryptingUtil();
67
68 String content = "abc";
69 // 加密字符串
70 System.out.println("加密前的:" + content);
71 // 加密方法
72 String enc = eu.encrypt(content,"秘钥值","向量值");
73 System.out.println(enc);
74 // 解密方法
75 String dec = eu.decrypt(enc,"秘钥值", "向量值");
76 System.out.println("解密后的内容:" + dec);
77 }
Java版本的实现,目前有几个问题,一个就是补齐方式的问题,在C#中默认的补齐方式PKCS7,但是Java默认并不支持该补齐方式,只有PKCS5;其次就是秘钥的长度问题,C#代码中的秘钥长度是256位的,但是Java默认最大支持128位的,执行时会报出”Illegal key size”的问题。这位大牛的东东帮到我了,感谢。
查看当需要使用256位长度的秘钥时,需要下载对应Java版本的JCE拓展包,图中的问题就是因为JCE拓展包和Java版本不匹配引起的