Spring Boot 使用 AES 加密详解

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）是一种对称加密算法，广泛应用于数据加密领域。本文将详细介绍如何在 Spring Boot 项目中使用 AES 进行数据加密和解密。

基本概念

对称加密

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。加密和解密过程中的密钥必须保密，只有加密方和解密方知道该密钥。

AES 密钥长度

AES 支持三种密钥长度：

128 位
192 位
256 位

不同的密钥长度对应不同的安全强度和计算开销。

在 Spring Boot 项目中实战演练

配置加密密钥

在 application.yml 文件中配置加密密钥：

aes_secret_key: XKrCHvcwbCOvfJxwE7cjcs5ALnz9i0ElE05RlRJnT84=

添加加密依赖

在你的pom.xml中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-security</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.68</version>
</dependency>

编写加密工具

接下来，我们需要一个工具类来进行加密和解密。我们使用 AES 对称加密算法。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

@Component
public class AESUtil {

    private static final String ALGORITHM = "AES";
    private static final String TRANSFORMATION = "AES";

    private static String SECRET_KEY;

    // 从配置文件中读取密钥
    @Value("${aes_secret_key}")
    public void setSecretKey(String secretKey) {
        SECRET_KEY = secretKey;
    }

    // 加密
    public static String encrypt(String data) throws Exception {
        System.out.println(SECRET_KEY);
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(Base64.getDecoder().decode(SECRET_KEY), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
    }

    // 解密
    public static String decrypt(String encryptedData) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(Base64.getDecoder().decode(SECRET_KEY), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
        return new String(decryptedData);
    }
}

创建一个加密的 API

现在，我们可以创建一个简单的 API 来测试我们的加密功能。创建一个控制器类来处理 API 请求。

import com.example.securityapi.utils.AESUtil;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class EncryptionController {

    @GetMapping("/encrypt")
    public String encrypt(@RequestParam String data) {
        try {
            return AESUtil.encrypt(data);
        } catch (Exception e) {
            return "加密失败: " + e.getMessage();
        }
    }

    @GetMapping("/decrypt")
    public String decrypt(@RequestParam String data) {
        try {
            return AESUtil.decrypt(data);
        } catch (Exception e) {
            return "解密失败: " + e.getMessage();
        }
    }
}

运行你的项目

现在，你可以运行你的 Spring Boot 应用，并通过浏览器或 Postman 来测试 API 加密和解密功能。访问以下URL来测试：

加密数据：http://localhost:8080/encrypt?data=hello
解密数据：http://localhost:8080/decrypt?data=加密后的数据

总结

AES 是一种高效、安全的对称加密算法，通过一系列复杂的轮操作来确保数据的保密性和完整性。理解 AES 的工作原理，有助于在实际应用中正确和安全地使用 AES 加密算法，保护敏感数据的安全。

在实际项目中，AES 通常与其他安全措施（如 HMAC、RSA 和 HTTPS）结合使用，以提供全面的数据安全保护。