android 安全之——文件加密AES加密算法

AES加密算法是目前比较流行加密方式，目前还没有针对AES有效的破解方式，比较靠谱。AES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。

AES加密数据块和密钥长度可以是128比特、192比特、256比特中的任意一个。

AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：

1、密钥扩展（KeyExpansion），
2、初始轮（Initial Round），
3、重复轮（Rounds），每一轮又包括：SubBytes、ShiftRows、MixColumns、AddRoundKey，
4、最终轮（Final Round），最终轮没有MixColumns。

jdk中算法的支持：

 密钥长度：128位
工作模式：ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式：Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/

这里需要注意一个问题，在创建Cipher对象是需要一个第三方Provider来提供算法实现，在标准JDK中只是规定了JCE(JCE (Java Cryptography Extension) 是一组包，它们提供用于加密、密钥生成和协商以及 Message Authentication Code(MAC)算法的框架和实现。)接口，但是内部实现需要自己或者第三方提供，因此我们这里使用bouncycastle的开源的JCE实现包，下载地址：http://bouncycastle.org/latest_releases.html，我使用的是bcprov-jdk15on-150.jar  jdk1.6。

下面是android中一种实现方式：

public class AESKeyModel {

    public static final String KEY_ALGORITHM = "AES";  
    private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS5Padding";  
    private String srcFile="",destionFile="";
    /** 
     * 初始化密钥 
     *  
     * @return byte[] 密钥  
     * @throws Exception 
     */  
    public byte[] initSecretKey() {  
        //返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象  
        KeyGenerator kg = null;  
        try {  
            kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
            e.printStackTrace();  
            return new byte[0];  
        }  
        //初始化此密钥生成器，使其具有确定的密钥大小  
        //AES 要求密钥长度为 128  
        kg.init(128);  
        //生成一个密钥  
        SecretKey  secretKey = kg.generateKey();  
        return secretKey.getEncoded();  
    }  
    
    public void setDestionFile(String destionFile) {
		this.destionFile = destionFile;
	}

	public void setSrcFile(String srcFile) {
		this.srcFile = srcFile;
	}
    /** 
     * 转换密钥 
     *  
     * @param key   二进制密钥 
     * @return 密钥 
     */  
    private static Key toKey(byte[] key){  
        //生成密钥  
        return new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);  
    }  
      
    /** 
     * 加密 
     *  
     * @param data  待加密数据 
     * @param key   密钥 
     * @return byte[]   加密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{  
        return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
    }  
      
    /** 
     * 加密 
     *  
     * @param data  待加密数据 
     * @param key   二进制密钥 
     * @return byte[]   加密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
        return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
    }  
      
      
    /** 
     * 加密 
     *  
     * @param data  待加密数据 
     * @param key   二进制密钥 
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
     * @return byte[]   加密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
        //还原密钥  
        Key k = toKey(key);  
        return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);  
    }  
      
    /** 
     * 加密 
     *  
     * @param data  待加密数据 
     * @param key   密钥 
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
     * @return byte[]   加密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
        //实例化  
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);  
        //使用密钥初始化，设置为加密模式  
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);  
        //执行操作  
        return cipher.doFinal(data);  
    }  
      
    /** 
     * 解密 
     *  
     * @param data  待解密数据 
     * @param key   二进制密钥 
     * @return byte[]   解密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
        return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
    }  
      
    /** 
     * 解密 
     *  
     * @param data  待解密数据 
     * @param key   密钥 
     * @return byte[]   解密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{  
        return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);  
    }  
      
    /** 
     * 解密 
     *  
     * @param data  待解密数据 
     * @param key   二进制密钥 
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
     * @return byte[]   解密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
        //还原密钥  
        Key k = toKey(key);  
        return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);  
    }  
  
    /** 
     * 解密 
     *  
     * @param data  待解密数据 
     * @param key   密钥 
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式 
     * @return byte[]   解密数据 
     * @throws Exception 
     */  
    public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{  
        //实例化  
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);  
        //使用密钥初始化，设置为解密模式  
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);  
        //执行操作  
        return cipher.doFinal(data);  
    }  
      
    public void encryptionFile(Key sessionKey) throws Exception {
    	int len = 0;
		byte[] buffer = new byte[5 * 1024];
		byte[] cipherbuffer = null;
		
		// 使用会话密钥对文件加密。
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM,new BouncyCastleProvider());
		IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec("0000000000123456".getBytes()); 
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sessionKey,iv);

		FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(srcFile));
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(destionFile));
		
		// 读取原文，加密并写密文到输出文件。
		while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
			cipherbuffer = cipher.update(buffer, 0, len);
			fos.write(cipherbuffer);
			fos.flush();
		}
		cipherbuffer = cipher.doFinal();
		fos.write(cipherbuffer);
		fos.flush();
		
		if (fis != null)
			fis.close();
		if (fos != null)
			fos.close();
    }
    
    public void descryptionFile(Key sessionKey) throws Exception{
    	int len = 0;
		byte[] buffer = new byte[5 * 1024];
		byte[] plainbuffer = null;
		
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM,new BouncyCastleProvider());
		IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec("0000000000123456".getBytes()); 
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,sessionKey,iv);
		
		FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(srcFile));
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(destionFile));
		
		while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
	 		plainbuffer = cipher.update(buffer,0,len);
			fos.write(plainbuffer);
			fos.flush();
		}
		
		plainbuffer = cipher.doFinal();
		fos.write(plainbuffer);
		fos.flush();
		
		if(fis!=null)
			fis.close();
		if(fos!=null)
			fos.close();
    }
  
	
    
}

加密文件：

Key key_AES;
private srcjiamiFile,outjiemiFile;

void testAESJia(String srcPath){
			File f=new File(srcPath);
				if(!f.exists()||f.isDirectory())
					Toast.makeText(getApplicationContext(), "该文件不合法!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
				else{
					String prefix=f.getName().substring(0, f.getName().indexOf('.'));
					String suffix=f.getName().substring(f.getName().indexOf('.'));
					srcjiamiFile=Environment.getExternalStorageDirectory()+File.separator+prefix+"AES_jiAMi"+suffix;
					
					AESKeyModel model_aes=new AESKeyModel();
					model_aes.setSrcFile(srcPath);
					model_aes.setDestionFile(srcjiamiFile);
					
					try {
						key_AES=new SecretKeySpec(model_aes.initSecretKey(),AESKeyModel.KEY_ALGORITHM);
						model_aes.encryptionFile(key_AES);
					} catch (Exception e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
	}

解密文件：

void testAESJieMi(String JiamiFilePath){
			File f=new File(JiamiFilePath);
				if(!f.exists()||f.isDirectory())
					Toast.makeText(getApplicationContext(), "该文件不合法!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
				else{
					String prefix=f.getName().substring(0, f.getName().indexOf('.'));
					String suffix=f.getName().substring(f.getName().indexOf('.'));
					outjiemiFile=Environment.getExternalStorageDirectory()+File.separator+prefix+"AES_jieMi"+suffix;
					
					AESKeyModel model_aes=new AESKeyModel();
					model_aes.setSrcFile(JiamiFilePath);
					model_aes.setDestionFile(outjiemiFile);
					
					try {
						model_aes.descryptionFile(key_AES);
					} catch (Exception e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
	}