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springboot 数据传输的加密解密方式一: AES(对称加密)

2026-11-06 01:31:26 来源：互联网转载

全文目录,一步到位

1.加密/解密方式一: `AES`

1.1 AES`加密`简介
1.2 AES`解密`简介
1.3 AES细致介绍(`外链`)
2. AES加密解密使用

2.1 应用场景

2.2 工具包使用方式
2.2.0 (关键)生成一个`秘钥`(16位)
2.2.1 AES加密文本
2.2.2 AES解密文本
2.2.3 AES加密文件(源)
2.2.4 AES解密文件(源)
2.2.5 文件AES加密并输出(终)
2.2.6 文件AES解密并输出(终)
2.2.7 使用(测试)方式一: `文本`
2.2.8 使用(测试)方式二: `文件`
2.3 执行结果

2.3.1 控制台输出
2.3.2 如图所示
2.4 跳过2.2 工具包代码

2.4.1 CryptoUtils密码学工具包
2.4.2 测试代码完整版
2.4.3 秘钥和IV随机都是16位字符串即可不可暴露
3. 结合业务使用

3.1 (`模拟`简易数据传输-收集功能)

3.1.1 创建统一返回值(`叫啥都行`)
3.1.2 controller层写一个demo
3.1.3 数据采集注解(标记是否采集和加密)
3.1.4 业务具体实现逻辑数据处理(略)
3.1.5 测试结果(如图所示)
4. 前端使用AES加密(大致流程)

4.1 前端js实现方式
5. 文章的总结与预告

5.1 本文总结

5.2 下文预告

1.加密/解密方式一: AES

本篇文章介绍的是对称加密 AES

插一句:

非对称加密比对称加密更安全。

对称加密: 安全性要求一般、且数据量较大的场景
对称加密那样在通信之前要先同步秘钥

非对称性加密: 对于安全性要求高、且数据量不大的场景

非对称加密使用一对秘钥，一个用来加密，一个用来解密，而且公钥是公开的，秘钥是自己保存

1.1 AES加密简介

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，也是目前最常用的加密方式之一。它在国际上被广泛使用，并且被应用于保护各种机密信息，如密码、信用卡信息、银行账户信息、电子邮件等。

AES加密算法使用的加密密钥和解密密钥都是相同的，并且加密和解密使用的算法方法也是相同的，因此称为对称加密算法。AES算法的密钥长度可以是128位、192位或256位，其中256位的密钥长度提供了最高的安全性，但同时也需要更高的计算能力。一般128位(bit) 即可 16字节

AES算法在加密时主要是通过替换、置换和异或等方式进行操作，具体过程包括四个步骤：密钥扩展、初始轮、重复轮和最后的输出。密钥扩展是根据输入的密钥生成相关的轮密钥，用于后续的加密过程中。初始轮是将输入数据进行基本的置换和异或操作。重复轮是将初始轮的结果进行多轮替换、置换和异或操作。最后的输出是将最后的结果输出为密文。

总体来说，AES加密算法具有可靠性高、安全性强的特点，被广泛使用于各种安全系统中。

1.2 AES解密简介

AES（Advanced Encryption Standard）解密操作是将加密过的数据使用相同的加密密钥进行解密操作，还原成原始数据的过程。AES解密算法使用的过程和加密算法相同，只是操作的顺序和方法稍有不同。

在AES解密过程中，需要使用相同的密钥才能成功解密数据。因此，需要确保密钥的安全性，防止被泄露。解密过程和加密过程是相反的，首先需要对密文进行逆向操作，还原经过置换和代换操作后的数据，然后进行逆向的轮操作，得到最终的明文。

具体的AES解密步骤如下：

密钥扩展：使用相同的加密密钥生成相应的轮密钥，用于后续的解密过程中。
逆向的输出：首先对密文进行逆向的输出，还原经过置换和代换操作后的数据。
逆向的重复轮：对还原的数据进行逆向的重复轮操作，还原初始轮和重复轮操作中的所有代换和置换操作。
最终输出：得到最终的明文，即加密前的数据。

需要注意的是，解密过程需要使用相同的密钥和相同的加密算法，否则将无法还原原始数据。同时，AES解密算法仅对数据进行加密和解密操作，不包括数据传输和存储的安全性问题。因此，在实际的应用中，还需要其他的安全机制来保障数据的安全。

1.3 AES细致介绍(外链)

介绍的相当全面(外链)

===> 传送门: aes加密原理及优势与劣势

2. AES加密解密使用

2.1 应用场景

应用于保护各种机密信息，如密码、信用卡信息、银行账户信息、电子邮件等

2.2 工具包使用方式

javax包下的javax.crypto.Cipher;

2.2.0 (关键)生成一个秘钥(16位)

这个密钥需要是16位 - 对应128bit

原因: 128的密钥长度是目前能对安全性和性能的一种比较理想的折中选择

可以放到nacos等配置中心中

也可以随机生成(很关键)

//示例: public static final String KEY_DES = "pzy0123456789pzy";

2.2.1 AES加密文本

  /**     * AES加密文本     *     * @param content    明文     * @param encryptKey 秘钥，必须为16个字符组成     * @return 密文     */    public static String aesEncryptForFront(String content, String encryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(content) || StringUtils.isEmpty(encryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "AES"));            byte[] encryptStr = cipher.doFinal(content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));            return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptStr);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }

2.2.2 AES解密文本

    /**     * AES解密文本     *     * @param encryptStr 密文     * @param decryptKey 秘钥，必须为16个字符组成     * @return 明文     */    public static String aesDecryptForFront(String encryptStr, String decryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(encryptStr) || StringUtils.isEmpty(decryptKey)) {            return null;        }        try {            byte[] encryptByte = Base64.getDecoder().decode(encryptStr);            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "AES"));            byte[] decryptBytes = cipher.doFinal(encryptByte);            return new String(decryptBytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }

2.2.3 AES加密文件(源)

    /**     * AES加密文件     *     * @param bytes      字节     * @param encryptKey 秘钥key     * @return 字节byte     */    public static byte[] aesEncryptForFront(byte[] bytes, String encryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(bytes) || StringUtils.isEmpty(encryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "AES"));            return cipher.doFinal(bytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }

2.2.4 AES解密文件(源)

  /**     * AES解密文件     *     * @param bytes      字节     * @param decryptKey 解密key     * @return 解密字节     */    public static byte[] aesDecryptForFront(byte[] bytes, String decryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(bytes) || StringUtils.isEmpty(decryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "AES"));            return cipher.doFinal(bytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }

2.2.5 文件AES加密并输出(终)

    /**     * 文件AES加密并输出     *     * @param fileSourcePath 文件原始路径     * @param outEncryptPath 加密数据文件路径     * @throws IOException io异常     */    public static void fileAcsEncrypt(String fileSourcePath, String outEncryptPath) throws IOException {        System.out.println("加密开始!");        File file = new File(fileSourcePath);        // 以 byte 的形式读取，不改变文件数据的编码格式        byte[] bytes = Files.readAllBytes(file.toPath());        byte[] outFile = CryptoUtils.aesEncryptForFront(bytes, CryptoUtils.KEY_DES);        OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outEncryptPath));        assert outFile != null;        out.write(outFile);        out.flush();    }

2.2.6 文件AES解密并输出(终)

  /**     * 文件AES解密并输出     *     * @param fileEncryptPath 加密后文件路径     * @param outDecryptPath  解密后文件路径     * @throws IOException io异常     */    public static void fileAcsDecrypt(String fileEncryptPath, String outDecryptPath) throws IOException {        File file = new File(fileEncryptPath);        // 以 byte 的形式读取，不改变文件数据的编码格式        byte[] outFile = CryptoUtils.aesDecryptForFront(Files.readAllBytes(file.toPath()), CryptoUtils.KEY_DES);        OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outDecryptPath));        assert outFile != null;        out.write(outFile);        out.flush();        System.out.println("解密结束!");    }

2.2.7 使用(测试)方式一: 文本

main方法进行测试

 public static void main(String[] args) throws Exception {        String old = "12345678";        String target = "mbn/Mykb4f7xt2Zhz0xS6w=="; // 加密后的字符串        //加密        System.out.println(CryptoUtils.aesEncryptForFront(old, CryptoUtils.KEY_DES));        //解密        System.out.println(CryptoUtils.aesDecryptForFront(target, CryptoUtils.KEY_DES));    }

2.2.8 使用(测试)方式二: 文件

举例中: pzy.txt文件需要有内容, 名称随意后缀随意

//加密/解密(生成加密后的文件后缀可以自定义)CryptoUtils.fileAcsEncrypt("D:\pzy.txt", "D:\pzy1.txt");CryptoUtils.fileAcsDecrypt("D:\pzy1.txt", "D:\pzy2.txt");

2.3 执行结果

2.3.1 控制台输出

mbn/Mykb4f7xt2Zhz0xS6w==

12345678

加密开始!

解密结束!

2.3.2 如图所示

文件生成 beta版

文件内容解释

第一个是原文件
第二个是加密byte后文件 不重要

第三个是解密后文件

2.4 跳过2.2 工具包代码

2.2详细解释 2.4 完整版

后续版本中同时对上面介绍的部分代码进行调整如下:

加密模式EBC-> CBC 进行调整

EBC: 一种简单的加密模式，每个明文块独立加密，不需要前后的文块信息, 并且不需要IV
CBC: 更安全的加密模式，它使用前一个密文块的一部分（通常是最后8个字节）作为下一个明文块的加密密钥, 需要IV

增加了初始化向量(IV)

使用方式没有变化, 与上面解释完全相同

2.4.1 CryptoUtils密码学工具包

/** * AES 加密/解密工具类 beta版 *  * 版本更新 * 1. 新增json串加密解密 * 2. 新增文件加密与解密 * 3. 增加测试用例 * * @author pzy * @version v2.0.1 * @description OK */public class CryptoUtils {    //这个密钥需要是16位 //对应128bit 原因: 128的密钥长度是目前能对安全性和性能的一种比较理想的折中选择    public static final String KEY_DES = "pzyPzyPzyPzyPzyP";    // 偏移量 16位    private static final String iv = "0102030405060708";    //    private static final String algorithmStr = "AES/EBC/PKCS5Padding";    private static final String algorithmStr = "AES/CBC/PKCS5Padding";    private static final byte[] ivByte = iv.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);    /**     * AES加密文本     *     * @param content    明文     * @param encryptKey 秘钥，必须为16个字符组成     * @return 密文     */    public static String aesEncryptForFront(String content, String encryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(content) || StringUtils.isEmpty(encryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding", "SunJCE");            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "AES"),                    new IvParameterSpec(ivByte));            byte[] encryptStr = cipher.doFinal(content.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));            return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptStr);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }    /**     * AES解密文本     *     * @param encryptStr 密文     * @param decryptKey 秘钥，必须为16个字符组成     * @return 明文     */    public static String aesDecryptForFront(String encryptStr, String decryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(encryptStr) || StringUtils.isEmpty(decryptKey)) {            return null;        }        try {            byte[] encryptByte = Base64.getDecoder().decode(encryptStr);            Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr);            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "AES"),                    new IvParameterSpec(ivByte));            byte[] decryptBytes = cipher.doFinal(encryptByte);            return new String(decryptBytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }    /**     * AES加密文件     *     * @param bytes      字节     * @param encryptKey 秘钥key     * @return 字节byte     */    public static byte[] aesEncryptForFront(byte[] bytes, String encryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(bytes) || StringUtils.isEmpty(encryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr);            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "AES"),                    new IvParameterSpec(ivByte));            return cipher.doFinal(bytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }    /**     * AES解密文件     *     * @param bytes      字节     * @param decryptKey 解密key     * @return 解密字节     */    public static byte[] aesDecryptForFront(byte[] bytes, String decryptKey) {        if (StringUtils.isEmpty(bytes) || StringUtils.isEmpty(decryptKey)) {            return null;        }        try {            Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmStr);            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(), "AES"),                    new IvParameterSpec(ivByte));            return cipher.doFinal(bytes);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }    /**     * 文件AES加密并输出     *     * @param fileSourcePath 文件原始路径     * @param outEncryptPath 加密数据文件路径     * @throws IOException io异常     */    public static void fileAcsEncrypt(String fileSourcePath, String outEncryptPath) throws IOException {        System.out.println("加密开始!");        File file = new File(fileSourcePath);        // 以 byte 的形式读取，不改变文件数据的编码格式        byte[] bytes = Files.readAllBytes(file.toPath());        byte[] outFile = CryptoUtils.aesEncryptForFront(bytes, CryptoUtils.KEY_DES);        OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outEncryptPath));        assert outFile != null;        out.write(outFile);        out.flush();    }    /**     * 文件AES解密并输出     *     * @param fileEncryptPath 加密后文件路径     * @param outDecryptPath  解密后文件路径     * @throws IOException io异常     */    public static void fileAcsDecrypt(String fileEncryptPath, String outDecryptPath) throws IOException {        File file = new File(fileEncryptPath);        // 以 byte 的形式读取，不改变文件数据的编码格式        byte[] outFile = CryptoUtils.aesDecryptForFront(Files.readAllBytes(file.toPath()), CryptoUtils.KEY_DES);        OutputStream out = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(outDecryptPath));        assert outFile != null;        out.write(outFile);        out.flush();        System.out.println("解密结束!");    }}

2.4.2 测试代码完整版

    /**     * 提供测试方式     *     * @param args ...     * @throws Exception 异常     */    public static void main(String[] args) throws Exception {        String old = "pzy: 今天天气挺好";        String target = "c882579N5IQtAGKJcgYWGhvIbNTMZb6dGugSBl3IGzU="; // 加密后的字符串//文本------------------>        //加密        System.out.println(CryptoUtils.aesEncryptForFront(old, CryptoUtils.KEY_DES));        //解密        System.out.println(CryptoUtils.aesDecryptForFront(target, CryptoUtils.KEY_DES));//文件 beta版------------------------>        //加密/解密(生成加密后的文件后缀可以自定义)        CryptoUtils.fileAcsEncrypt("D:\pzy.txt", "D:\pzy1.txt");        CryptoUtils.fileAcsDecrypt("D:\pzy1.txt", "D:\pzy2.txt");    }

2.4.3 秘钥和IV随机都是16位字符串即可不可暴露

3. 结合业务使用

java 业务中需要数据加密的地方

数据安全：在处理敏感数据如: 个人信息、财务信息、或公司核心机密，这些数据在存储和传输过程中都必须保证是安全的。可以使用Java提供的加密和解密库来加密这些数据，以防止数据泄露。
网络安全：在构建网络应用时，如Web服务、或者在两个系统之间进行数据传输时，你需要保护数据的完整性。这时，你可以使用加密技术来确保数据在传输过程中不会被篡改。
保护密码和令牌：敏感密码或令牌如: 数据库密码、API的密钥等。防止被恶意用户获取, 就得使用加密技术来存储这些密码，并在需要的时候解密。
云存储和数据保护：在云存储服务中，如Amazon S3, Google Cloud Storage等，你可以使用加密技术来保护你的数据。这样即使数据被泄露，也需要有正确的密钥才能解密。
数据库保护：数据库中存储敏感数据时需要使用加密技术来保护数据。数据库被泄露，关键信息也需要正确的密钥才能解密。
物联网：物联网设备中，通常会使用加密技术来保护数据的传输和存储。例如，智能家居设备传输和接收指令时, 设备的数据都会通过加密的连接发送，以确保数据的安全。

3.1 (模拟简易数据传输-收集功能)

后端返回值加密然后获取到这个值解密

[异步处理, 解耦]

服务(1-n)取出数据进行处理(关键核心数据)
加密后交给mq(其他)去处理[省略,mq具体操作请看mq系列文章]
(数据处理类)服务接收到mq(其他)消息进行解密处理

3.1.1 创建统一返回值(叫啥都行)

ResultResponse 这个类名随意, AaaResponse都行

注意: 加密前需要将Object对象转换成json 然后再加密解密

JSON.toJSONString(data)

累加一下加几个方法

/** * 获取数据分析data(主)解密 *  * 1. 修复返回 空字符串 null 的情况(主) * 2. 解密数据分析字符串 */public String getAnalyseData() throws JsonProcessingException {Object data = get("analyseData");//解密专用return data == null ? null : CryptoUtils.aesDecryptForFront(String.valueOf(data), CryptoUtils.KEY_DES);//return data == null ? null : new ObjectMapper().writeValueAsString(CryptoUtils.aesDecryptForFront(String.valueOf(data), CryptoUtils.KEY_DES));}/** * 获取数据分析数据 * * @param typeReference * @param  * @return */public  T getAnalyseData(TypeReference typeReference) {Object data = get("analyseData");//解密操作String cryptoDecodeStr = CryptoUtils.aesDecryptForFront(String.valueOf(data), CryptoUtils.KEY_DES);//String jsonStr = JSON.toJSONString(cryptoDecodeStr);return JSON.parseObject(cryptoDecodeStr, typeReference);}/** * 数据分析专用(主) 加密 * 
 * 数据完全不暴露给前端 * @param data * @return */public ResultResponse setAnalyseData(Object data) {if (data != null) {//加密(密钥)data = CryptoUtils.aesEncryptForFront(JSON.toJSONString(data), CryptoUtils.KEY_DES);}put("analyseData", data);return this;}//---------------------------------------->

3.1.2 controller层写一个demo

    @Analyse(analyseBaseType = 1,value = "测试")    @ApiOperation(value = "测试1")    @PostMapping("/addTest01")    public ResultResponse addTest01(@RequestBody User user) {        log.info("===> 测试1

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1.加密/解密方式一: AES

1.1 AES加密简介

1.2 AES解密简介

1.3 AES细致介绍(外链)

2. AES加密解密使用

2.1 应用场景

2.2 工具包使用方式

2.2.0 (关键)生成一个秘钥(16位)

2.2.1 AES加密文本

2.2.2 AES解密文本

2.2.3 AES加密文件(源)

2.2.4 AES解密文件(源)

2.2.5 文件AES加密并输出(终)

2.2.6 文件AES解密并输出(终)

2.2.7 使用(测试)方式一: 文本

2.2.8 使用(测试)方式二: 文件

2.3 执行结果

2.3.1 控制台输出

2.3.2 如图所示

2.4 跳过2.2 工具包代码

2.4.1 CryptoUtils密码学工具包

2.4.2 测试代码完整版

2.4.3 秘钥和IV随机都是16位字符串即可不可暴露

3. 结合业务使用

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2.2 工具包使用方式

2.2.0 (关键)生成一个秘钥(16位)

2.2.1 AES加密文本

2.2.2 AES解密文本

2.2.3 AES加密文件(源)

2.2.4 AES解密文件(源)

2.2.5 文件AES加密并输出(终)

2.2.6 文件AES解密并输出(终)

2.2.7 使用(测试)方式一: 文本

2.2.8 使用(测试)方式二: 文件

2.3 执行结果

2.3.1 控制台输出

2.3.2 如图所示

2.4 跳过2.2 工具包代码

2.4.1 CryptoUtils密码学工具包

2.4.2 测试代码完整版

2.4.3 秘钥和IV随机 都是16位字符串即可 不可暴露

3. 结合业务使用

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