为什么我问这个问题：
我知道有很多关于AES加密的问题，即使对于Android也是如此。如果你在网上搜索，有很多代码片段。但是在每一个页面上，在每个Stack Overflow问题中，我都发现了另一个具有重大差异的实现。
所以我创建了这个问题以找到“最佳实践”。我希望我们可以收集最重要的要求列表，并建立一个非常安全的实施！
我读到了初始化载体和盐。并非我发现的所有实现都具有这些功能。所以你需要它吗？它是否会增加安全性？你是如何实现它的？如果加密数据无法解密，算法是否应该引发异常？或者这是不安全的，它应该只返回一个不可读的字符串？算法可以使用Bcrypt而不是SHA吗？
我发现这两个实现怎么样？他们还好吗？缺少完美或一些重要的事情？这些是安全的吗？
算法应该使用字符串和“密码”进行加密，然后使用该密码加密字符串。输出应该是一个字符串（十六进制或base64？）。当然，解密也应该是可能的。
什么是Android的完美AES实现？
实施＃1：
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public class AdvancedCrypto implements ICrypto {
public static final String PROVIDER = "BC";
public static final int SALT_LENGTH = 20;
public static final int IV_LENGTH = 16;
public static final int PBE_ITERATION_COUNT = 100;
private static final String RANDOM_ALGORITHM = "SHA1PRNG";
private static final String HASH_ALGORITHM = "SHA-512";
private static final String PBE_ALGORITHM = "PBEWithSHA256And256BitAES-CBC-BC";
private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES/CBC/PKCS5Padding";
private static final String SECRET_KEY_ALGORITHM = "AES";
public String encrypt(SecretKey secret, String cleartext) throws CryptoException {
try {
byte[] iv = generateIv();
String ivHex = HexEncoder.toHex(iv);
IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(iv);
Cipher encryptionCipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM, PROVIDER);
encryptionCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secret, ivspec);
byte[] encryptedText = encryptionCipher.doFinal(cleartext.getBytes("UTF-8"));
String encryptedHex = HexEncoder.toHex(encryptedText);
return ivHex + encryptedHex;
} catch (Exception e) {
throw new CryptoException("Unable to encrypt", e);
}
}
public String decrypt(SecretKey secret, String encrypted) throws CryptoException {
try {
Cipher decryptionCipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM, PROVIDER);
String ivHex = encrypted.substring(0, IV_LENGTH * 2);
String encryptedHex = encrypted.substring(IV_LENGTH * 2);
IvParameterSpec ivspec = new IvParameterSpec(HexEncoder.toByte(ivHex));
decryptionCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secret, ivspec);
byte[] decryptedText = decryptionCipher.doFinal(HexEncoder.toByte(encryptedHex));
String decrypted = new String(decryptedText, "UTF-8");
return decrypted;
} catch (Exception e) {
throw new CryptoException("Unable to decrypt", e);
}
}
public SecretKey getSecretKey(String password, String salt) throws CryptoException {
try {
PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray(), HexEncoder.toByte(salt), PBE_ITERATION_COUNT, 256);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance(PBE_ALGORITHM, PROVIDER);
SecretKey tmp = factory.generateSecret(pbeKeySpec);
SecretKey secret = new SecretKeySpec(tmp.getEncoded(), SECRET_KEY_ALGORITHM);
return secret;
} catch (Exception e) {
throw new CryptoException("Unable to get secret key", e);
}
}
public String getHash(String password, String salt) throws CryptoException {
try {
String input = password + salt;
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(HASH_ALGORITHM, PROVIDER);
byte[] out = md.digest(input.getBytes("UTF-8"));
return HexEncoder.toHex(out);
} catch (Exception e) {
throw new CryptoException("Unable to get hash", e);
}
}
public String generateSalt() throws CryptoException {
try {
SecureRandom random = SecureRandom.getInstance(RANDOM_ALGORITHM);
byte[] salt = new byte[SALT_LENGTH];
random.nextBytes(salt);
String saltHex = HexEncoder.toHex(salt);
return saltHex;
} catch (Exception e) {
throw new CryptoException("Unable to generate salt", e);
}
}
private byte[] generateIv() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException {
SecureRandom random = SecureRandom.getInstance(RANDOM_ALGORITHM);
byte[] iv = new byte[IV_LENGTH];
random.nextBytes(iv);
return iv;
}
}
实施＃2：
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
/**
* Usage:
* <pre>
* String crypto = SimpleCrypto.encrypt(masterpassword, cleartext)
* ...
* String cleartext = SimpleCrypto.decrypt(masterpassword, crypto)
* </pre>
* @author ferenc.hechler
*/
public class SimpleCrypto {
public static String encrypt(String seed, String cleartext) throws Exception {
byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes());
byte[] result = encrypt(rawKey, cleartext.getBytes());
return toHex(result);
}
public static String decrypt(String seed, String encrypted) throws Exception {
byte[] rawKey = getRawKey(seed.getBytes());
byte[] enc = toByte(encrypted);
byte[] result = decrypt(rawKey, enc);
return new String(result);
}
private static byte[] getRawKey(byte[] seed) throws Exception {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
sr.setSeed(seed);
kgen.init(128, sr); // 192 and 256 bits may not be available
SecretKey skey = kgen.generateKey();
byte[] raw = skey.getEncoded();
return raw;
}
private static byte[] encrypt(byte[] raw, byte[] clear) throws Exception {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
byte[] encrypted = cipher.doFinal(clear);
return encrypted;
}
private static byte[] decrypt(byte[] raw, byte[] encrypted) throws Exception {
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
return decrypted;
}
public static String toHex(String txt) {
return toHex(txt.getBytes());
}
public static String fromHex(String hex) {
return new String(toByte(hex));
}
public static byte[] toByte(String hexString) {
int len = hexString.length()/2;
byte[] result = new byte[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
result[i] = Integer.valueOf(hexString.substring(2*i, 2*i+2), 16).byteValue();
return result;
}
public static String toHex(byte[] buf) {
if (buf == null)
return "";
StringBuffer result = new StringBuffer(2*buf.length);
for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
appendHex(result, buf[i]);
}
return result.toString();
}
private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";
private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
sb.append(HEX.charAt((b>>4)&0x0f)).append(HEX.charAt(b&0x0f));
}
}
资料来源：http://www.tutorials-android.com/learn/How_to_encrypt_and_decrypt_strings.rhtml
您在问题中提供的实现都不完全正确，您提供的实现都不应该按原样使用。在下文中，我将讨论Android中基于密码的加密方面。
键和哈希
我将开始讨论基于密码的系统与盐。盐是随机生成的数字。它不是“推断”的。实现1包括生成加密强随机数的generateSalt()方法。因为盐对安全很重要，所以一旦生成它就应该保密，尽管它只需要生成一次。如果这是一个网站，保持盐的秘密相对容易，但对于已安装的应用程序（对于桌面和移动设备），这将更加困难。
方法getHash()返回给定密码和salt的哈希值，连接成单个字符串。使用的算法是SHA-512，它返回512位散列。这个方法返回一个对检查字符串完整性很有用的哈希值，所以它也可以通过只用密码或只是一个盐调用getHash()来使用，因为它只是连接两个参数。由于此方法不会在基于密码的加密系统中使用，因此我不会进一步讨论。
方法getSecretKey()，从密码的char数组和从generateSalt()返回的十六进制编码的盐派生出一个密钥。使用的算法是来自PKCS5的PBKDF1（我认为），其中SHA-256作为哈希函数，并返回256位密钥。 getSecretKey()通过重复生成密码，盐和计数器的哈希值来生成密钥（直到PBE_ITERATION_COUNT中给出的迭代计数，这里为100），以便增加进行暴力攻击所需的时间。 salt的长度应该至少与生成的密钥一样长，在这种情况下，至少为256位。迭代计数应尽可能长，而不会造成不合理的延迟。有关密钥派生中的盐和迭代计数的更多信息，请参阅RFC2898中的第4节。
但是，如果密码包含Unicode字符，即需要表示超过8位的字符，则Java PBE中的实现存在缺陷。正如PBEKeySpec所述，“PKCS＃5中定义的PBE机制仅查看每个字符的低位8位”。若要解决此问题，您可以尝试生成密码中所有16位字符的十六进制字符串（将只包含8位字符），然后再将其传递给PBEKeySpec。例如，“ABC”变为“004100420043”。另请注意，PBEKeySpec“请求将密码作为char数组，因此可以在完成时使用clearPassword()覆盖”。 （关于“保护内存中的字符串”，请参阅this question。）但是，我没有看到任何问题，将salt表示为十六进制编码的字符串。
加密
生成密钥后，我们可以使用它来加密和解密文本。在实现方式1中，使用的密码算法是AES/CBC/PKCS5Padding，即密码块链接（CBC）密码模式中的AES，其中填充在PKCS＃5中定义。 （其他AES密码模式包括计数器模式（CTR），电子密码本模式（ECB）和伽罗瓦计数器模式（GCM）.Another question on Stack Overflow包含的答案详细讨论了各种AES密码模式和推荐使用的模式。请注意，有几种针对CBC模式加密的攻击，其中一些在RFC 7457中提到。）
如果加密文本可供外人使用，则建议将加密数据（以及可选的附加参数）应用消息验证代码或MAC来保护其完整性（这种技术称为带有相关数据的验证加密，AEAD，在RFC 5116中描述。这里流行的是基于散列的MAC或HMAC，它们基于SHA-256或其他安全散列函数。但是，如果使用MAC，则建议使用至少是普通加密密钥长度的两倍的秘密，以避免相关的密钥攻击：前半部分用作加密密钥，后半部分用作密钥。苹果电脑。 （也就是说，在这种情况下，从密码和盐生成一个秘密，并将该秘密分成两个。）
Java实现
实现1中的各种功能使用特定提供者，即“BC”，用于其算法。但是，一般情况下，不建议请求特定的提供程序，因为并非所有提供程序都可用于所有Java实现，无论是缺乏支持，是为了避免代码重复，还是出于其他原因。自从2018年初推出Android P预览版以来，这个建议变得尤为重要，因为“BC”提供商的某些功能已被弃用 - 请参阅Android开发者博客中的文章“Android P中的加密更改”。另见Introduction to Oracle Providers。
因此，PROVIDER不应该存在，字符串-BC应该从PBE_ALGORITHM中删除。在这方面，实施2是正确的。
方法捕获所有异常是不合适的，而是仅处理它可以的异常。您的问题中给出的实现可以抛出各种已检查的异常。方法可以选择仅使用CryptoException包装那些已检查的异常，或者在throws子句中指定那些已检查的异常。为方便起见，在此处使用CryptoException包装原始异常可能是合适的，因为类可能会抛出许多已检查的异常。
Android中的SecureRandom
正如Android开发者博客中的文章“Some SecureRandom Thoughts”中所详述的，2013年之前在Android版本中实施java.security.SecureRandom有一个缺陷，会降低它提供的随机数的强度。通过将不可预测的随机数据块（例如/dev/urandom的输出）传递给该类的setSeed方法，可以减轻这个缺陷。
永远不应该使用＃2，因为它只对密码使用“AES”（这意味着对文本进行ECB模式加密，这是一个很大的禁忌）。我只想谈谈＃1。
第一个实现似乎遵循加密的最佳实践。常数通常是正常的，尽管盐的大小和执行PBE的迭代次数都是短边。此外，似乎是AES-256，因为PBE密钥生成使用256作为硬编码值（在所有这些常量之后是一种耻辱）。它使用CBC和PKCS5Padding，这至少是你所期望的。
完全缺少任何身份验证/完整性保护，因此攻击者可以更改密文。这意味着在客户端/服务器模型中可以填充oracle攻击。这也意味着攻击者可以尝试更改加密数据。这可能会导致某些错误，因为应用程序不接受填充或内容，但这不是您想要的情况。
可以增强异常处理和输入验证，在我的书中捕获异常总是错误的。此外，该课程实现了ICrypt，我不知道。我知道在课堂上只有没有副作用的方法有点奇怪。通常，你会使那些静态。 Cipher实例等没有缓冲，因此每个必需的对象都会被创建出来。但是，您可以安全地从似乎的定义中删除ICrypto，在这种情况下，您还可以将代码重构为静态方法（或者将其重写为更面向对象，您的选择）。
问题是任何包装器总是对用例做出假设。因此，说包装是对还是错是非常重要的。这就是我总是试图避免生成包装类的原因。但至少它似乎并没有明显错误。
你问过一个非常有趣的问题。与所有算法一样，密码密钥是“秘密酱”，因为一旦公众知道，其他一切都是如此。因此，您可以通过Google查看此文档的方法
除了Google In-App Billing之外，还提供了有关安全性的想法，这也是很有见地的
使用BouncyCastle轻量级API。它提供256个带PBE和盐的AES。 这里是示例代码，可以加密/解密文件。
public void encrypt(InputStream fin, OutputStream fout, String password) {
try {
PKCS12ParametersGenerator pGen = new PKCS12ParametersGenerator(new SHA256Digest());
char[] passwordChars = password.toCharArray();
final byte[] pkcs12PasswordBytes = PBEParametersGenerator.PKCS12PasswordToBytes(passwordChars);
pGen.init(pkcs12PasswordBytes, salt.getBytes(), iterationCount);
CBCBlockCipher aesCBC = new CBCBlockCipher(new AESEngine());
ParametersWithIV aesCBCParams = (ParametersWithIV) pGen.generateDerivedParameters(256, 128);
aesCBC.init(true, aesCBCParams);
PaddedBufferedBlockCipher aesCipher = new PaddedBufferedBlockCipher(aesCBC, new PKCS7Padding());
aesCipher.init(true, aesCBCParams);
// Read in the decrypted bytes and write the cleartext to out
int numRead = 0;
while ((numRead = fin.read(buf)) >= 0) {
if (numRead == 1024) {
byte[] plainTemp = new byte[aesCipher.getUpdateOutputSize(numRead)];
int offset = aesCipher.processBytes(buf, 0, numRead, plainTemp, 0);
final byte[] plain = new byte[offset];
System.arraycopy(plainTemp, 0, plain, 0, plain.length);
fout.write(plain, 0, plain.length);
} else {
byte[] plainTemp = new byte[aesCipher.getOutputSize(numRead)];
int offset = aesCipher.processBytes(buf, 0, numRead, plainTemp, 0);
int last = aesCipher.doFinal(plainTemp, offset);
final byte[] plain = new byte[offset + last];
System.arraycopy(plainTemp, 0, plain, 0, plain.length);
fout.write(plain, 0, plain.length);
}
}
fout.close();
fin.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public void decrypt(InputStream fin, OutputStream fout, String password) {
try {
PKCS12ParametersGenerator pGen = new PKCS12ParametersGenerator(new SHA256Digest());
char[] passwordChars = password.toCharArray();
final byte[] pkcs12PasswordBytes = PBEParametersGenerator.PKCS12PasswordToBytes(passwordChars);
pGen.init(pkcs12PasswordBytes, salt.getBytes(), iterationCount);
CBCBlockCipher aesCBC = new CBCBlockCipher(new AESEngine());
ParametersWithIV aesCBCParams = (ParametersWithIV) pGen.generateDerivedParameters(256, 128);
aesCBC.init(false, aesCBCParams);
PaddedBufferedBlockCipher aesCipher = new PaddedBufferedBlockCipher(aesCBC, new PKCS7Padding());
aesCipher.init(false, aesCBCParams);
// Read in the decrypted bytes and write the cleartext to out
int numRead = 0;
while ((numRead = fin.read(buf)) >= 0) {
if (numRead == 1024) {
byte[] plainTemp = new byte[aesCipher.getUpdateOutputSize(numRead)];
int offset = aesCipher.processBytes(buf, 0, numRead, plainTemp, 0);
// int last = aesCipher.doFinal(plainTemp, offset);
final byte[] plain = new byte[offset];
System.arraycopy(plainTemp, 0, plain, 0, plain.length);
fout.write(plain, 0, plain.length);
} else {
byte[] plainTemp = new byte[aesCipher.getOutputSize(numRead)];
int offset = aesCipher.processBytes(buf, 0, numRead, plainTemp, 0);
int last = aesCipher.doFinal(plainTemp, offset);
final byte[] plain = new byte[offset + last];
System.arraycopy(plainTemp, 0, plain, 0, plain.length);
fout.write(plain, 0, plain.length);
}
}
fout.close();
fin.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
我在这里发现了一个很好的实现：http://nelenkov.blogspot.fr/2012/04/using-password-based-encryption-on.html和https://github.com/nelenkov/android-pbe这对我寻求Android的AES实现很有帮助