AES算法的CBC和ECB两种工作模式

AES加密算法是一种传统的对称加密算法（即用一个密钥进行加密和解密），其比较常见的工作模式有ECB和CBC。

注意：AES的密钥长度为128/192/256位。

填充模式有：NoPadding/PKCS5Padding/PKCS7Padding/.....等

一、ECB模式 

ECB模式是最简单的AES加密模式，它需要一个固定长度的密钥，固定的明文会生成固定的密文。

ECB模式下AES加密的步骤：

（1）加密

1. 根据算法名称/工作模式/填充模式获取Cipher实例

   // 创建密码对象，需要传入算法/工作模式/填充模式
   		Cipher ci=Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");

     2.根据算法名称初始化一个SecretKey实例，密钥必须是指定长度 

byte[] key = "1234567890abcdef".getBytes();//手动设置一个16位的密钥

// 根据key的字节内容，"恢复"秘钥对象
		SecretKey keySec=new SecretKeySpec(key, "AES");

        3.使用SerectKey初始化Cipher实例，并设置加密或解密模式

// 初始化秘钥:设置加密模式ENCRYPT_
ci.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySec);

        4.传入明文或密文，获得密文或明文

// 根据原始内容(字节),进行加密
		return ci.doFinal(input);

例如我们给“天生我材必有用，千金散尽还复来。”加密：

  

 

 这样就可以得到加密的密文了

（2）解密

解密的前两步都与加密相同，因为AES是对称加密算法，所以加密的时候用的什么算法、工作模式、填充模式，解密的时候也得用什么算法、工作模式及填充模式。

我们对上面加密的内容解密即前两步就为：

// 创建密码对象，需要传入算法/工作模式/填充模式
		Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
		// 根据key的字节内容，"恢复"秘钥对象
		SecretKey keySec=new SecretKeySpec(key, "AES");

3、解密时要用解密模式

// 初始化秘钥:设置解密模式DECRYPT_MODE
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySec);

4.

// 根据原始内容(字节),进行解密
		return cipher.doFinal(input);

 结果就为：

 二、CBC模式

ECB模式的安全性较低，更好的方式就是通过CBC模式进行加密，它需要一个随机数作为IV参数，这样对于同一份明文，每次生成的密文都不同。

（1）加密

在CBC模式下进行AES加密的步骤为

1、

 // 设置算法/工作模式CBC/填充
    	Cipher ci=Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");

 2、

// 恢复秘钥对象
        SecretKey keySpec=new SecretKeySpec(key, "AES");

3、CBC模式下，需要一个随机生成的16字节IV参数，必须使用SecureRandom生成

// CBC模式需要生成一个16 bytes的initialization vector:
        SecureRandom sr=SecureRandom.getInstanceStrong();
        byte[] iv=sr.generateSeed(16);
        System.out.println("iv字节数组（内容）"+Arrays.toString(iv));
        System.out.println("iv字节数组（长度"+iv.length);

IvParameterSpec ivps=new IvParameterSpec(iv);

4、因为CBC模式下多了一个IvParameterSpec实例，因此，初始化方法需要调用Cipher的一个重载方法，并传入IvParameterSpec

// 初始化秘钥:操作模式、秘钥、IV参数
        ci.init(ci.ENCRYPT_MODE, keySpec,ivps);
        // 加密
        byte[] data=ci.doFinal(input);
        
        // IV不需要保密，把IV和密文一起返回:
        return join(iv,data);

例如我们给“花须堪折直须折，莫待无花空折枝。”加密：

加密后的结果为：

（2）解密 

CBC模式下的解密步骤为：

1.先把input分割成IV和密文:

byte[] iv=new byte[16];
        byte[] data=new byte[input.length-16];
        
        System.arraycopy(input, 0, iv, 0, 16);
        System.arraycopy(input, 16, data, 0, data.length);

2、开始进行解密操作

 Cipher ci=Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
       SecretKeySpec keySpec=new SecretKeySpec(key, "AES");
       IvParameterSpec ivps=new IvParameterSpec(iv);

3.初始化秘钥:操作模式、秘钥、IV参数

ci.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec,ivps);
        // 解密操作
        return ci.doFinal(data);

我们对上述加密的内容解密为：

 

 ECB和CBC两种模式下的主要区别为：CBC模式下有随机数作为IV参数，更加安全