一、概述

AES是一種對稱性的高級加密算法，又稱Rijndael加密法。對稱加密算法也就是加密和解密用相同的密鑰。其網絡傳輸流程如下：

二、加密算法實現

這里的實現，使用的是CBC 模式。其中數據填充處理，采用PKCS#5算法。在此模式下，私鑰的長度不得少于16位，否則安全性無法保證。

1、關鍵術語：

私鑰?：加/解密時使用的、不能公開的內容，由加/解密雙方保存在安全的位置

l?V向量?：用于參與加密，作為初始種子使用的一組數據，與私鑰不同的是，可以公開

2、偽代碼描述說明

給定字符串S‘encryption-secret’用于計算密匙，明文P‘hello world’，IV為向量采用安全隨機生成，密匙K=SUBSTR ( S, GET_KEY_SIZE () )，其中GET_KEY_SIZE () 為CBC 模式下的私鑰最大長度。

描述：

1)生成密匙：K=SUBSTR ( S, GET_KEY_SIZE () )

2)生成向量：IV=SECURE_RANDOM()

3)加密初始化：INIT( K, IV )

4)生成密文：ENC = doFinal( DAT )

5)輸出加密信息：OUT=IV +ENC

注：這里的密匙必須為16位；輸出結果是IV+ENC，這里輸出IV是為了解密是用的，IV暴露不影響安全性。

3、java代碼實現

public classAES {final String KEY_ALGORITHM = "AES"; //算法

final String algorithmStr = "AES/CBC/PKCS5Padding"; //填充類型("算法/模式/補碼方式")

private Key key; //JAVA的密鑰格式

privateCipher cipher;static int ivLength=0; //iv向量的長度

/*** 加密和解密前的初始化(這種模式下密匙、iv向量的長度都是16)*/

public void init(byte[] keyBytes) throwsException {//加入bouncyCastle支持

Security.addProvider(newBouncyCastleProvider());//初始化cipher

cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr, "BC");//獲取iv向量長度

ivLength=cipher.getBlockSize();//密匙不足(ivLength)位的倍數，補足

if (keyBytes.length % ivLength != 0) {int groups = keyBytes.length / ivLength + (keyBytes.length % ivLength != 0 ? 1 : 0);byte[] temp = new byte[groups *ivLength];

Arrays.fill(temp, (byte) 0);

System.arraycopy(keyBytes,0, temp, 0, keyBytes.length);

keyBytes=temp;

}//密匙超過(ivLength)位進行截取

if(keyBytes.length>ivLength){byte[] temp = new byte[ivLength];

Arrays.fill(temp, (byte) 0);

System.arraycopy(keyBytes,0, temp, 0, ivLength);

keyBytes=temp;

}//轉化成JAVA的密鑰格式

key = newSecretKeySpec(keyBytes, KEY_ALGORITHM);

}/*** 加密*/

public byte[] encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) throwsException {byte[] encryptedText = null;

init(keyBytes);//初始化

byte[] iv=new byte[ivLength]; //定義iv向量

SecureRandom random = new SecureRandom(); //SecureRandom用于自動生成iv向量

random.nextBytes(iv);try{

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key,newIvParameterSpec(iv));

encryptedText=cipher.doFinal(content);

}catch(Exception e) {

e.printStackTrace();

}byte[] result = new byte[ivLength+encryptedText.length];

System.arraycopy(iv,0, result, 0, ivLength);//將iv和加密后的內容拼接

System.arraycopy(encryptedText, 0, result, ivLength, encryptedText.length);returnresult;

}/***解密*/

public byte[] decrypt(byte[] encryptedData, byte[] keyBytes) throwsException {byte[] encryptedText = null;

init(keyBytes);//將獲取的密文，分離成iv和對應的內容

byte[] iv=new byte[ivLength];byte[] data=new byte[encryptedData.length-16];

System.arraycopy(encryptedData,0, iv, 0, 16);

System.arraycopy(encryptedData, ivLength, data,0, encryptedData.length-ivLength);try{

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key,newIvParameterSpec(iv));

encryptedText=cipher.doFinal(data);

}catch(Exception e) {

e.printStackTrace();

}returnencryptedText;

}public static void main(String[] args) throwsException {

String key= "1234567890123456";

String content="1024,程序員節快樂";

AES aes= newAES();byte[] encDate = aes.encrypt(content.getBytes("UTF-8"), key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("加密："+new String(encDate,"UTF-8"));byte[] decDate = aes.decrypt(encDate, key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("解密："+new String(decDate,"UTF-8"));

}

}

輸出結果：

上面的代碼已經實現了AES加密和解密。但這個例子中，只采用了單個密匙，有一定的安全隱患。為了進一步加強加密安全性，密鑰采用定期輪換，這樣可以加大攻擊者的攻擊難度。

三、密匙輪換

密匙輪換，簡單的說就是雙方通信過程中，我們必須采用一個可變化的，且雙方都已知的常量，作為索引，去“輪轉”選擇密鑰。一般情況下我們都采用當前時間，取作索引，獲取密匙，下面的例子，以當前時間的分鐘作為索引。

1、定義密匙常量類

public classStaticConstant {//定義數組有60個值

static String [] keyList = {"abcQoU0iA6rLeabc",//此處省去58個字符串

"abcq&e1iEtRo?abc"};

2、根據時間獲取動態密匙方法

publicString getKey(Date date){

Calendar calendar=Calendar.getInstance();

calendar.setTime(date);int minute=calendar.get(Calendar.MINUTE);returnStaticConstant.keyList[minute];

}

3、修改main方法：

public static void main(String[] args) throwsException {

String content="1024,程序員節快樂";

AES aes= newAES();//獲取key

String key = aes.getKey(newDate());byte[] encDate = aes.encrypt(content.getBytes("UTF-8"), key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("加密："+new String(encDate,"UTF-8"));byte[] decDate = aes.decrypt(encDate, key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("解密："+new String(decDate,"UTF-8"));

}

}

四、http安全通信

上面的例子雖然采用當前時間獲取動態密匙，但由于網絡傳輸延遲、系統時間差異等，會造成一個“漂移”現象。可能會導致雙方加解密失敗。

例如，請求由 A 系統向 B 系統發起(假設雙方系統時間準確)，A 系統發起請求的時間為 10時59分59秒，此時對應的密鑰為 '123'。由于網絡傳輸耗時，B 系統收到并處理此數據時，時間已是11時00分00秒，此時對應的密鑰為 '456，此刻 B 系統中，解密就會失敗，A 系統不得不重新發起請求(重試)。這樣，系統復雜度會大大上升。

解決方法：偽裝http請求的Date，即將推送的時間偽裝成格林格式的時間。

http請求代碼如下：

public classMyHttpRequest {public static HashMap sendPost(String url, String param, Date date) throwsException {

StringBuffer buffer= newStringBuffer();

URL getUrl= newURL(url);

HttpURLConnection connection=(HttpURLConnection) getUrl.openConnection();

connection.setDoInput(true);

connection.setDoOutput(true);

connection.setRequestMethod("POST");

connection.setRequestProperty("Connection", "Keep-Alive");

connection.setUseCaches(false);

connection.setConnectTimeout(10000);//偽裝發送時間

String strDate="";

SimpleDateFormat format= new SimpleDateFormat("EEE, d MMM yyyy HH:mm:ss 'GMT'", Locale.US);

format.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT")); //如果不加這個語句，取的是中國時間

strDate =format.format(date);

connection.setRequestProperty("Date", strDate);

connection.setRequestProperty("Content-Type", "application/xml"); //傳輸xml

connection.connect();

OutputStreamWriter out= new OutputStreamWriter(connection.getOutputStream(), "UTF-8");

out.write(param);

out.flush();

out.close();//獲取所有響應頭字段(獲取響應時間用于解密)

Map> map =connection.getHeaderFields();

String reponseDate= map.get("Date").get(0);

BufferedReader reader= new BufferedReader(new InputStreamReader(connection.getInputStream(), "UTF-8"));

String line= "";while ((line = reader.readLine()) != null) {

buffer.append(line);

}

reader.close();

String reponseText=buffer.toString();

HashMap result = new HashMap();

result.put("date", reponseDate);

result.put("reponseText", reponseText);returnresult;

}

}

注：推送報文是，需要用 base64 進行編碼，即參數param是經過base64編碼的，當然對于響應的報文需要進行解碼便于使用基礎通信協議進行傳輸

具體main實現方法如下

public static void main(String[] args) throwsException {//發送請求

String content ="1024,程序員節快樂";

AES aes= newAES();

Date date= newDate();//1.獲取key

String key = aes.getKey(newDate());//2.加密

byte[] encDate = aes.encrypt(content.getBytes("UTF-8"), key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("加密："+new String(encDate,"UTF-8"));//3.推送報文，并且返回響應信息。這里會對推送的信息進行base64編碼

HashMap result = MyHttpRequest.sendPost("http:XXX", newsun.misc.BASE64Encoder().encode(encDate), date);//二、處理響應信息//1.解析時間

String reponseDate = result.get("Date").toString();

SimpleDateFormat sdf= new SimpleDateFormat("EEE, d MMM yyyy HH:mm:ss 'GMT'", Locale.US);

date=sdf.parse(reponseDate);//2.獲取密文和密匙

String reponseText = result.get("reponseText").toString();

key= aes.getKey(newDate());//3.解密，需對返回的密文進行base64解碼

byte[] decDate = aes.decrypt(new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(reponseText), key.getBytes("UTF-8"));

System.out.println("解密："+new String(decDate,"UTF-8"));

}

DONE！? ?O(∩_∩)O

總結

以上是生活随笔為你收集整理的http安全 Java_AES - HTTP安全通信实现（java）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。