java怎样实现字符串的加密与解密操作 java字符串加密解密的基础操作指南​

javax.crypto

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class StringCipherExample {

    // 实际应用中，密钥绝不能硬编码，应从安全配置、环境变量或密钥管理服务中获取
    // 这里仅为示例方便
    private static final String ALGORITHM = "AES"; // 使用AES算法
    private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding"; // 算法/模式/填充

    private SecretKey secretKey; // 密钥对象

    public StringCipherExample() {
        try {
            // 首次初始化时生成密钥，或者从持久化存储中加载
            // 在实际项目中，密钥的生成和存储是重中之重，不能每次都生成新的
            KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
            keyGen.init(128); // AES支持128, 192, 256位密钥，这里使用128位
            this.secretKey = keyGen.generateKey();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            System.err.println("初始化密钥生成器失败: " + e.getMessage());
            // 实际应用中应抛出自定义异常或进行更复杂的错误处理
        }
    }

    // 也可以通过传入字节数组形式的密钥来初始化
    public StringCipherExample(byte[] keyBytes) {
        if (keyBytes == null || keyBytes.length != 16) { // AES 128位密钥是16字节
            throw new IllegalArgumentException("密钥字节数组长度不正确，AES 128位需要16字节。");
        }
        this.secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, ALGORITHM);
    }

    /**
     * 加密字符串
     * @param plainText 待加密的明文
     * @return 加密后的Base64编码字符串
     * @throws Exception 加密过程中可能抛出的异常
     */
    public String encrypt(String plainText) throws Exception {
        if (secretKey == null) {
            throw new IllegalStateException("密钥未初始化。");
        }
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    /**
     * 解密字符串
     * @param encryptedText Base64编码的密文
     * @return 解密后的明文
     * @throws Exception 解密过程中可能抛出的异常
     */
    public String decrypt(String encryptedText) throws Exception {
        if (secretKey == null) {
            throw new IllegalStateException("密钥未初始化。");
        }
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);

        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }

    // 获取当前使用的密钥的字节表示，用于持久化或传输
    public byte[] getKeyBytes() {
        return secretKey != null ? secretKey.getEncoded() : null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 示例用法
        try {
            StringCipherExample cipherUtil = new StringCipherExample(); // 随机生成密钥
            // 也可以用一个固定密钥的字节数组来初始化，方便测试和多方共享
            // byte[] fixedKey = "thisisasecretkey".getBytes(StandardCharsets.UTF_8); // 16字节
            // StringCipherExample cipherUtil = new StringCipherExample(fixedKey);

            String originalText = "这是一段需要加密的敏感信息，比如用户密码或个人数据。";
            System.out.println("原始文本: " + originalText);

            String encrypted = cipherUtil.encrypt(originalText);
            System.out.println("加密后 (Base64): " + encrypted);

            String decrypted = cipherUtil.decrypt(encrypted);
            System.out.println("解密后: " + decrypted);

            // 验证解密是否正确
            if (originalText.equals(decrypted)) {
                System.out.println("加密解密成功，内容一致。");
            } else {
                System.out.println("加密解密失败，内容不一致。");
            }

            // 演示如何持久化和加载密钥
            byte[] currentKeyBytes = cipherUtil.getKeyBytes();
            System.out.println("当前密钥 (Base64): " + Base64.getEncoder().encodeToString(currentKeyBytes));

            // 模拟在另一个地方使用相同的密钥进行解密
            StringCipherExample anotherCipherUtil = new StringCipherExample(currentKeyBytes);
            String decryptedByAnother = anotherCipherUtil.decrypt(encrypted);
            System.out.println("由相同密钥解密 (另一个实例): " + decryptedByAnother);


        } catch (Exception e) {
            System.err.println("操作过程中发生错误: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

getBytes()

byte[]

VARCHAR

\0

java.util.Base64

0xAB

"AB"