Android 数据加密算法总结

安卓中，不管是内网还是外网，数据的传输首要考虑就是安全问题，尤其是用户信息，以及各种密码等敏感信息。
所以说，对数据的加密是很有必要的，尤其是当下物联网蓬勃发展的今天，数据安全尤为重要。

因此本人总结了一下安卓中几种加密方式的实现：

① MD5：一种不可逆的加密算法，常用于只需加密无需解密的数据上，比如用户密码，也常用来保证数据的完整性，因为数据被篡改后，其加密后的MD5也会随之改变，对比篡改前的MD5可确定数据是否完整；

public final static String getMD5String(String s) {final char HEX_DIGITS[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8','9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };if (s == null)return null;try {MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");mdInst.update(s.getBytes());byte[] md = mdInst.digest();int len = md.length;StringBuilder buf = new StringBuilder(len * 2);for (int j = 0; j < len; j++) {buf.append(HEX_DIGITS[(md[j] >> 4) & 0x0f]);buf.append(HEX_DIGITS[md[j] & 0x0f]);}return buf.toString();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return null;}

② DES：对称加密算法；

 /*** 返回可逆算法DES的密钥** @param key 前8字节将被用来生成密钥。* @return 生成的密钥* @throws Exception*/public static Key getDESKey(byte[] key) throws Exception {DESKeySpec des = new DESKeySpec(key);SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");return keyFactory.generateSecret(des);}/*** 根据指定的密钥及算法，将字符串进行解密。** @param data      要进行解密的数据，它是由原来的byte[]数组转化为字符串的结果。* @param key       密钥。* @param algorithm 算法--"DES/CBC/PKCS5Padding"* @return 解密后的结果。它由解密后的byte[]重新创建为String对象。如果解密失败，将返回null。* @throws Exception*/public static String decrypt(String data, Key key, String algorithm)throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);String result = new String(cipher.doFinal(StringUtils.hexStringToByteArray(data)), "utf8");return result;}/*** 根据指定的密钥及算法对指定字符串进行可逆加密。** @param data      要进行加密的字符串。* @param key       密钥。* @param algorithm 算法。* @return 加密后的结果将由byte[]数组转换为16进制表示的数组。如果加密过程失败，将返回null。*/public static String encrypt(String data, Key key, String algorithm)throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);return StringUtils.byteArrayToHexString(cipher.doFinal(data.getBytes("utf8")));}/*** byte[]数组转换为16进制的字符串** @param data 要转换的字节数组* @return 转换后的结果*/public static final String byteArrayToHexString(byte[] data) {StringBuilder sb = new StringBuilder(data.length * 2);for (byte b : data) {int v = b & 0xff;if (v < 16) {sb.append('0');}sb.append(Integer.toHexString(v));}return sb.toString().toUpperCase(Locale.getDefault());}/*** 16进制表示的字符串转换为字节数组** @param s 16进制表示的字符串* @return byte[] 字节数组*/public static byte[] hexStringToByteArray(String s) {int len = s.length();byte[] d = new byte[len / 2];for (int i = 0; i < len; i += 2) {// 两位一组，表示一个字节,把这样表示的16进制字符串，还原成一个进制字节d[i / 2] = (byte) ((Character.digit(s.charAt(i), 16) << 4) + Character.digit(s.charAt(i + 1), 16));}return d;}

③ AES：对称加密算法，为了防止网络（包含内网和外网）传递AES加密的秘文时导致的数据丢失（last block incomplete in decryption），一般需对秘文做base64处理，加密时候需要添加一个类似bcprov-jdk的库和两个policy文件，解密则不需要，
由于客户端携带了密钥，静态的密钥存在于客户端总是不安全的，那么可以考虑ECDH公钥交换协商随机密钥，基点或者全部逻辑加密算法写在加壳的SO里，此随机密钥可作为数据aes加密的密钥，这样可保证安全，当然亦可考虑使用非对称加密算法。
AES128和AES256主要区别是密钥长度不同（分别是128bits,256bits)、加密处理轮数不同（分别是10轮，14轮），后者强度高于前者；

 /** * 密钥算法 * java6支持56位密钥，bouncycastle支持64位 * */ public static final String KEY_ALGORITHM="AES";  /** * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 *  * JAVA6 支持PKCS5PADDING填充方式 * Bouncy castle支持PKCS7Padding填充方式 * */ public static final String CIPHER_ALGORITHM="AES/ECB/PKCS7Padding";  /** *  * 生成密钥，java6只支持56位密钥，bouncycastle支持64位密钥 * @return byte[] 二进制密钥 * */ public static byte[] initkey() throws Exception{  return new byte[] { 0x08, 0x08, 0x04, 0x0b, 0x02, 0x0f, 0x0b, 0x0c,0x01, 0x03, 0x09, 0x07, 0x0c, 0x03, 0x07, 0x0a, 0x04, 0x0f,0x06, 0x0f, 0x0e, 0x09, 0x05, 0x01, 0x0a, 0x0a, 0x01, 0x09,0x06, 0x07, 0x09, 0x0d };}//Base64:byte[]→Stringpublic static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);}//Base64:String→byte[]public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);}/** * 转换密钥 * @param key 二进制密钥 * @return Key 密钥 * */ public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{ //生成密钥  SecretKey secretKey=new SecretKeySpec(key,KEY_ALGORITHM);  return secretKey;  }  /** * 加密数据 * @param data 待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密后的数据 * */ public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //还原密钥  Key k=toKey(key);  /** * 实例化 * 使用 PKCS7PADDING 填充方式，按如下方式实现,就是调用bouncycastle组件实现 * Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM,"BC") */ Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM, "BC");  //初始化，设置为加密模式  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  //执行操作  return cipher.doFinal(data);  }/** * 解密数据 * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密后的数据 * */ public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  //欢迎密钥  Key k =toKey(key);  /** * 实例化 * 使用 PKCS7PADDING 填充方式，按如下方式实现,就是调用bouncycastle组件实现 * Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM,"BC") */ Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  //初始化，设置为解密模式cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  //执行操作  return cipher.doFinal(data);  }

④ RSA：非对称加密算法，RSA的安全性依赖于大数的分解，公钥和私钥都是两个大素数（大于100的十进制位）的函数。公钥对数据进行加密后传输，接收方用私钥进行解密，而从一个公钥和密文推断出明文的难度等同于分解两个大素数的积。由于进行的都是大数计算，使得RSA最快的情况也比DES慢上100倍，无论是软件还是硬件实现。速度一直是RSA的缺陷。一般来说只用于少量数据加密。

// 密钥对private KeyPair keyPair = null;/*** 初始化密钥对*/public RSAUtil() {try {this.keyPair = this.generateKeyPair();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 生成密钥对* * @return KeyPair* @throws Exception*/private KeyPair generateKeyPair() throws Exception {try {KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());// 这个值关系到块加密的大小，可以更改，但是不要太大，否则效率会低final int KEY_SIZE = 1024; //1024-bit密钥----目前较流行keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());KeyPair keyPair = keyPairGen.genKeyPair();return keyPair;} catch (Exception e) {throw new Exception(e.getMessage());}}/*** 生成公钥* * @param modulus* @param publicExponent* @return RSAPublicKey* @throws Exception*/private RSAPublicKey generateRSAPublicKey(byte[] modulus,byte[] publicExponent) throws Exception {KeyFactory keyFac = null;try {keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {throw new Exception(ex.getMessage());}RSAPublicKeySpec pubKeySpec = new RSAPublicKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(publicExponent));try {return (RSAPublicKey) keyFac.generatePublic(pubKeySpec);} catch (InvalidKeySpecException ex) {throw new Exception(ex.getMessage());}}/*** 生成私钥* * @param modulus* @param privateExponent* @return RSAPrivateKey* @throws Exception*/private RSAPrivateKey generateRSAPrivateKey(byte[] modulus,byte[] privateExponent) throws Exception {KeyFactory keyFac = null;try {keyFac = KeyFactory.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());} catch (NoSuchAlgorithmException ex) {throw new Exception(ex.getMessage());}RSAPrivateKeySpec priKeySpec = new RSAPrivateKeySpec(new BigInteger(modulus), new BigInteger(privateExponent));try {return (RSAPrivateKey) keyFac.generatePrivate(priKeySpec);} catch (InvalidKeySpecException ex) {throw new Exception(ex.getMessage());}}/*** 加密* * @param key*            加密的密钥* @param data*            待加密的明文数据* @return 加密后的数据* @throws Exception*/public String encrypt(Key key, byte[] data) throws Exception {try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 获得加密块大小，如:加密前数据为128个byte，而key_size=1024 加密块大小为127// byte,加密后为128个byte;// 因此共有2个加密块，第一个127 byte第二个为1个byteint blockSize = cipher.getBlockSize();int outputSize = cipher.getOutputSize(data.length);// 获得加密块加密后块大小int leavedSize = data.length % blockSize;int blocksSize = leavedSize != 0 ? data.length / blockSize + 1: data.length / blockSize;byte[] raw = new byte[outputSize * blocksSize];int i = 0;while (data.length - i * blockSize > 0) {if (data.length - i * blockSize > blockSize)cipher.doFinal(data, i * blockSize, blockSize, raw, i* outputSize);elsecipher.doFinal(data, i * blockSize, data.length - i* blockSize, raw, i * outputSize);// 这里面doUpdate方法不可用，查看源代码后发现每次doUpdate后并没有什么实际动作除了把byte[]放到ByteArrayOutputStream中// ，而最后doFinal的时候才将所有的byte[]进行加密，可是到了此时加密块大小很可能已经超出了OutputSize所以只好用dofinal方法。i++;}return encryptBASE64(raw);} catch (Exception e) {throw new Exception(e.getMessage());}}/*** 解密* * @param key*            解密的密钥* @param raw*            已经加密的数据* @return 解密后的明文* @throws Exception*/public byte[] decrypt(Key key, String enRsaStr) throws Exception {byte[]raw = decryptBASE64(enRsaStr);try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA",new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, key);int blockSize = cipher.getBlockSize();ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(64);int j = 0;while (raw.length - j * blockSize > 0) {bout.write(cipher.doFinal(raw, j * blockSize, blockSize));j++;}return bout.toByteArray();} catch (Exception e) {throw new Exception(e.getMessage());}}/*** 返回公钥* * @return* @throws Exception*/public RSAPublicKey getRSAPublicKey() throws Exception {// 获取公钥RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();// 获取公钥系数(字节数组形式)byte[] pubModBytes = pubKey.getModulus().toByteArray();// 返回公钥公用指数(字节数组形式)byte[] pubPubExpBytes = pubKey.getPublicExponent().toByteArray();// 生成公钥RSAPublicKey recoveryPubKey = this.generateRSAPublicKey(pubModBytes,pubPubExpBytes);return recoveryPubKey;}//key to Base64Stringpublic static String getBase64Key(Key key)throws Exception {return encryptBASE64(key.getEncoded());}//byte[]→Stringpublic static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);}//String→byte[]public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);}/*** 获取私钥* * @return* @throws Exception*/public RSAPrivateKey getRSAPrivateKey() throws Exception {// 获取私钥RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();// 返回私钥系数(字节数组形式)byte[] priModBytes = priKey.getModulus().toByteArray();// 返回私钥专用指数(字节数组形式)byte[] priPriExpBytes = priKey.getPrivateExponent().toByteArray();// 生成私钥RSAPrivateKey recoveryPriKey = this.generateRSAPrivateKey(priModBytes,priPriExpBytes);return recoveryPriKey;}/*** 得到公钥* @param key 密钥字符串（经过base64编码）* @throws Exception*/public static PublicKey getPublicKey(String key) throws Exception {byte[] keyBytes;keyBytes = (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);return publicKey;}/*** 得到私钥* @param key 密钥字符串（经过base64编码）* @throws Exception*/public static PrivateKey getPrivateKey(String key) throws Exception {byte[] keyBytes;keyBytes = (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(keySpec);return privateKey;}

具体到项目中需根据服务端具体情况进行修改，关于数据加密的总结就这么多。

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