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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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