【JAVA】AES算法的java实现

java其实本身自带了Aes的实现。这里程序只是作为交流吧。有问题多多指正。

public class AES {public static final byte[] sBox= {(byte)0x63,(byte)0x7c,(byte)0x77,(byte)0x7b,(byte)0xf2,(byte)0x6b,(byte)0x6f,(byte)0xc5,(byte)0x30,(byte)0x01,(byte)0x67,(byte)0x2b,(byte)0xfe,(byte)0xd7,(byte)0xab,(byte)0x76,(byte)0xca,(byte)0x82,(byte)0xc9,(byte)0x7d,(byte)0xfa,(byte)0x59,(byte)0x47,(byte)0xf0,(byte)0xad,(byte)0xd4,(byte)0xa2,(byte)0xaf,(byte)0x9c,(byte)0xa4,(byte)0x72,(byte)0xc0,(byte)0xb7,(byte)0xfd,(byte)0x93,(byte)0x26,(byte)0x36,(byte)0x3f,(byte)0xf7,(byte)0xcc,(byte)0x34,(byte)0xa5,(byte)0xe5,(byte)0xf1,(byte)0x71,(byte)0xd8,(byte)0x31,(byte)0x15,(byte)0x04,(byte)0xc7,(byte)0x23,(byte)0xc3,(byte)0x18,(byte)0x96,(byte)0x05,(byte)0x9a,(byte)0x07,(byte)0x12,(byte)0x80,(byte)0xe2,(byte)0xeb,(byte)0x27,(byte)0xb2,(byte)0x75,(byte)0x09,(byte)0x83,(byte)0x2c,(byte)0x1a,(byte)0x1b,(byte)0x6e,(byte)0x5a,(byte)0xa0,(byte)0x52,(byte)0x3b,(byte)0xd6,(byte)0xb3,(byte)0x29,(byte)0xe3,(byte)0x2f,(byte)0x84,(byte)0x53,(byte)0xd1,(byte)0x00,(byte)0xed,(byte)0x20,(byte)0xfc,(byte)0xb1,(byte)0x5b,(byte)0x6a,(byte)0xcb,(byte)0xbe,(byte)0x39,(byte)0x4a,(byte)0x4c,(byte)0x58,(byte)0xcf,(byte)0xd0,(byte)0xef,(byte)0xaa,(byte)0xfb,(byte)0x43,(byte)0x4d,(byte)0x33,(byte)0x85,(byte)0x45,(byte)0xf9,(byte)0x02,(byte)0x7f,(byte)0x50,(byte)0x3c,(byte)0x9f,(byte)0xa8,(byte)0x51,(byte)0xa3,(byte)0x40,(byte)0x8f,(byte)0x92,(byte)0x9d,(byte)0x38,(byte)0xf5,(byte)0xbc,(byte)0xb6,(byte)0xda,(byte)0x21,(byte)0x10,(byte)0xff,(byte)0xf3,(byte)0xd2,(byte)0xcd,(byte)0x0c,(byte)0x13,(byte)0xec,(byte)0x5f,(byte)0x97,(byte)0x44,(byte)0x17,(byte)0xc4,(byte)0xa7,(byte)0x7e,(byte)0x3d,(byte)0x64,(byte)0x5d,(byte)0x19,(byte)0x73,(byte)0x60,(byte)0x81,(byte)0x4f,(byte)0xdc,(byte)0x22,(byte)0x2a,(byte)0x90,(byte)0x88,(byte)0x46,(byte)0xee,(byte)0xb8,(byte)0x14,(byte)0xde,(byte)0x5e,(byte)0x0b,(byte)0xdb,(byte)0xe0,(byte)0x32,(byte)0x3a,(byte)0x0a,(byte)0x49,(byte)0x06,(byte)0x24,(byte)0x5c,(byte)0xc2,(byte)0xd3,(byte)0xac,(byte)0x62,(byte)0x91,(byte)0x95,(byte)0xe4,(byte)0x79,(byte)0xe7,(byte)0xc8,(byte)0x37,(byte)0x6d,(byte)0x8d,(byte)0xd5,(byte)0x4e,(byte)0xa9,(byte)0x6c,(byte)0x56,(byte)0xf4,(byte)0xea,(byte)0x65,(byte)0x7a,(byte)0xae,(byte)0x08,(byte)0xba,(byte)0x78,(byte)0x25,(byte)0x2e,(byte)0x1c,(byte)0xa6,(byte)0xb4,(byte)0xc6,(byte)0xe8,(byte)0xdd,(byte)0x74,(byte)0x1f,(byte)0x4b,(byte)0xbd,(byte)0x8b,(byte)0x8a,(byte)0x70,(byte)0x3e,(byte)0xb5,(byte)0x66,(byte)0x48,(byte)0x03,(byte)0xf6,(byte)0x0e,(byte)0x61,(byte)0x35,(byte)0x57,(byte)0xb9,(byte)0x86,(byte)0xc1,(byte)0x1d,(byte)0x9e,(byte)0xe1,(byte)0xf8,(byte)0x98,(byte)0x11,(byte)0x69,(byte)0xd9,(byte)0x8e,(byte)0x94,(byte)0x9b,(byte)0x1e,(byte)0x87,(byte)0xe9,(byte)0xce,(byte)0x55,(byte)0x28,(byte)0xdf,(byte)0x8c,(byte)0xa1,(byte)0x89,(byte)0x0d,(byte)0xbf,(byte)0xe6,(byte)0x42,(byte)0x68,(byte)0x41,(byte)0x99,(byte)0x2d,(byte)0x0f,(byte)0xb0,(byte)0x54,(byte)0xbb,(byte)0x16};public static byte[][] rCon ={    {0x00, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x01, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x02, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x04, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x08, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x10, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x20, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x40, 0x00, 0x00, 0x00},    {(byte)0x80, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x1b, 0x00, 0x00, 0x00},    {0x36, 0x00, 0x00, 0x00}};public static byte[] cipher(byte[] content, byte[][] w) {int nb = 4;int nr = w.length/nb - 1; byte[][] state = new byte[4][4];for (int i = 0; i < content.length; i++) {state[i%4][i/4] = content[i];}state = addRoundKey(state, w, 0);for (int i = 1; i < nr; i++) {state = subBytes(state);state = shiftRows(state);state = mixColumns(state);state = addRoundKey(state, w, i);}state = subBytes(state);state = shiftRows(state);state = addRoundKey(state, w, nr);byte[] temp = new byte[16];for (int i = 0; i < temp.length; i++) {temp[i] = state[i%4][i/4];}return temp;}private static byte[][] subBytes(byte[][] state) {for(int x=0; x<4; x++) {for(int y=0; y<4; y++) {state[x][y] = sBox[byte2Int(state[x][y])];}}    return state;}private static byte[][] shiftRows(byte[][] state) {byte[] temp = new byte[4];for(int x=1; x<4; x++) {for(int y=0; y<4; y++) {temp[y] = state[x][(x+y)%4];}System.arraycopy(temp, 0, state[x], 0, 4);}return state;}private static byte[][] mixColumns(byte[][] state) {byte[] a = new byte[4];byte[] doublea = new byte[4];for(int y=0; y<4; y++) {for(int x=0; x<4; x++) {a[x] = state[x][y];doublea[x] = doubleByte(a[x]);}state[0][y] = (byte)(doublea[0]^doublea[1]^a[1]^a[2]^a[3]);// 2*a0 + 3*a1 + a2 + a3state[1][y] = (byte)(a[0]^doublea[1]^doublea[2]^a[2]^a[3]);// a0 * 2*a1 + 3*a2 + a3state[2][y] = (byte)(a[0]^a[1]^doublea[2]^doublea[3]^a[3]);// a0 + a1 + 2*a2 + 3*a3state[3][y] = (byte)(doublea[0]^a[0]^a[1]^a[2]^doublea[3]);// 3*a0 + a1 + a2 + 2*a3}return state;}private static byte[][] addRoundKey(byte[][] state, byte[][] w, int rnd) {for(int x=0; x<4; x++) {for(int y=0; y<4; y++) {state[x][y] ^= w[rnd*4+y][x];}}return state;}public static byte[][] keyExpansion(byte[] key) {int nb = 4; int nk = key.length/4;//aes 128/192/256 - 4/6/8int nr = nk + 6;//aes 128/192/256 - 10/12/14byte[][] w = new byte[nb*(nr +1)][4];for(int i=0; i<key.length; i++) {w[i/4][i%4] = key[i];}byte[] temp = new byte[4];for(int i=nk; i<(nb*(nr +1)); i++) {for(int j=0; j<4; j++) {temp[j] = w[i-1][j];}if(i%nk == 0) {temp = subWord(rotWord(temp));for(int j=0; j<4; j++) {temp[j] ^= rCon[i/nk][j];}} else if (nk > 6 && i%nk == 4) {temp = subWord(temp);}for(int j=0; j<4; j++) {w[i][j] = (byte)(w[i-nk][j] ^ temp[j]);}}return w;}private static byte[] rotWord(byte[] bytes) {byte b = bytes[0];for (int i = 0; i < 3; i++) {bytes[i] = bytes[i+1];}bytes[3] = b;return bytes;}private static byte[] subWord(byte[] bytes) {for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {bytes[i] = sBox[byte2Int(bytes[i])];}return bytes;}private static byte doubleByte(byte b) {if(b < 0) {return (byte)((b << 1)^0x1b);} else {return (byte)(b << 1);}}private static int byte2Int(byte b) {return (b & 0xff);}public static void printState(byte[][] state) {for (int i = 0; i < 4; i++) {System.out.print("[");for (int j = 0; j < 4; j++) {System.out.print(parseByte2HexStr(state[i][j]));}System.out.print("]");}System.out.println();}public static void printW(byte[][] w) {for (int i = 0; i < w.length; i++) {System.out.print("[");for (int j = 0; j < 4; j++) {System.out.print(parseByte2HexStr(w[i][j]));}System.out.print("]");}System.out.println();}public static String parseByte2HexStr(byte buf) {StringBuffer sb = new StringBuffer();String hex = Integer.toHexString(buf & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}sb.append(hex.toUpperCase());return sb.toString();}}