java 基于AES实现对文件的加密 解密

package com.test; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; public class AES extends AESMap { /** * 这是一个AES加密算法. * @param filePath 你相加密的文件夹路径. * @param savePath 保存加密后的文件路径 * @param strKey 用户密码. * @param Nb 加密时明文的分组长度(32bits) * @param Nk the 密码长度. * @return 加密后数据 */ public long encryptFile(String filePath, String savePath, String strKey, int Nb, int Nk) { FileInputStream fis = null; FileOutputStream fos = null; int leave = 0; int length = 0; long copy_rounds = 0; try { /*以二进制读的方式打开要加密的文件*/ fis = new FileInputStream(filePath); /*以二进制写的方式打开保存密文的文件*/ fos = new FileOutputStream(savePath, true); /*得到要加密的文件的长度*/ length = fis.available(); if (length == 0) return 0; /*求剩余的字块的字节数*/ leave = length % (4 * Nb); /*得到整块的加密轮数*/ long rounds = length / (4 * Nb); if (leave != 0) rounds++; copy_rounds = rounds; /*作为加密时存放要加密的明文块*/ byte[] state = new byte[4 * 8]; /*用来进行短块处理时的缓存区*/ byte[] copy = new byte[4 * 8]; /*得到加密的轮数*/ int Nr = GetRounds(Nb, Nk); /*生成各轮子密钥*/ KeyExpansion(strKey, Nb, Nk, Nr); if (copy_rounds == 1 && rounds == 1) { if (leave == 0) fis.read(state, 0, 4 * Nb);//明文的长度恰好等于分组长度； else { fis.read(state, 0, leave);//明文的长度小于八个字符； for (int i = leave; i < 4 * Nb; i++) state[i] = 0; //后面用空格补齐； } state = Transform(ByteToChar(state), Nb, Nr); //加密变换； fos.write(state, 0, 4 * Nb);//将加密后的密文块写入目标文件； rounds--; } else if (copy_rounds > 1 && leave != 0)//如果明文的长度大于分组长度且字符数不是分组长度的整数倍 { //时，需要进行短块处理； fis.read(state, 0, 4 * Nb); state = Transform(ByteToChar(state), Nb, Nr);//先加密最前面的一块； fos.write(state, 0, leave);//仅将余数个字符存入文件，而将后部分密文 //与后面的明文合在一起加密； int j = 0; for (int i = leave; i < 4 * Nb; i++) copy[j++] = state[i]; fis.read(copy, j, leave); copy = Transform(ByteToChar(copy), Nb, Nr); fos.write(copy, 0, 4 * Nb); rounds -= 2; } while (rounds > 0)//以下处理的明文是分组的整数倍的情况； { fis.read(state, 0, 4 * Nb); state = Transform(ByteToChar(state), Nb, Nr); fos.write(state, 0, 4 * Nb); rounds--; } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("文件夹没有找到!"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("读写文件时,发生异常!"); } finally { try { if (fis != null) { fis.close(); //关闭源文件 fis = null; } if (fos != null) { fos.close(); fos = null; //关闭目标文件 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("文件关闭出现异常!"); } } return ((copy_rounds - 1) * 4 * Nb + leave);//返回文件长度； } /** * 这个方法是用来解密密文的. * @param OpenPath 密文路径. * @param SavePath 解密后文件的保存路径. * @param m_Key 解密文件的密钥. * @param Nb 解密时密文的分组长度(32bits) * @param Nk 密钥长度. * @return 解密后的数据 */ public long dencryptFile(String OpenPath, String SavePath, String m_Key, int Nb, int Nk) { //以二进制读的方式打开要加密的文件； //以二进制写的方式打开保存密文的文件； FileInputStream fis = null; FileOutputStream fos = null; int Length = 0; long copy_rounds = 0; int leave = 0; try { fis = new FileInputStream(OpenPath); fos = new FileOutputStream(SavePath, true); Length = fis.available(); //得到要加密的文件的长度； if (Length == 0) return 0; leave = Length % (4 * Nb);//求剩余的字块的字节数； long rounds = Length / (4 * Nb);//得到整块的加密轮数； if (leave != 0) rounds++; copy_rounds = rounds; byte[] state = new byte[4 * 8]; //解密时存放密文块； int Nr = GetRounds(Nb, Nk); //得到解密时循环轮数； KeyExpansion(m_Key, Nb, Nk, Nr); //生成各轮子密钥 byte[] copy = new byte[32]; if (leave != 0)//需要进行短块处理 { fis.read(copy, 0, leave);//先把余数个密文字符保存； fis.read(state, 0, 4 * Nb);//读取紧接着的一个密文块； state = ReTransform(ByteToChar(state), Nb, Nr); //解密； int j = 0; for (int i = leave; i < 4 * Nb; i++) //把解密后的明文和前面的余数个合在一起组成一块， copy[i] = state[j++]; //一起解密； copy = ReTransform(ByteToChar(copy), Nb, Nr); //将解密后的明文写入目标文件； fos.write(copy, 0, 4 * Nb); fos.write(state, j, leave);//将余数个明文写入目标文件； rounds -= 2; //已经完成了两轮解密所以减二； } while (rounds > 0)//对后面是分组长度的整数倍的密文块解密； { fis.read(state, 0, 4 * Nb);//读取密文块； copy = ReTransform(ByteToChar(state), Nb, Nr); //解密变换； fos.write(copy, 0, 4 * Nb);//将解密后的明文写入目标文件； rounds--; //轮数减一； } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { try { if (fis != null) { fis.close(); //关闭源文件 fis = null; } if (fos != null) { fos.close(); fos = null; //关闭目标文件 } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("文件关闭出现异常!"); } } return ((copy_rounds - 1) * 4 * Nb + leave);//返回文件长度 } /** * This method is used to shift the data in array A. * @param A //////////////////////////////////////////////////// // 功能：将数组A中的四个字节循环左移一个字节； //////////////////////////////////////////////////// // */ public void RotByte(char[] A) { char temp; temp = A[0]; A[0] = A[1]; A[1] = A[2]; A[2] = A[3]; A[3] = temp; } /** * 密钥扩展的时候进行S盒替换 * @param A是存放四个字节的数组 */ public void SubByte(char[] A) { for (int i = 0; i < 4; i++) A[i] = S_BOX[A[i]]; } /** * 这个方法是用来得到加密轮数 * @param Nb以32bit为单位的待加密明文的长度 * @param Nk是初始密钥的长度 * @return 返回加密轮数（Nr） */ public int GetRounds(int Nb, int Nk) { switch (Nb) { case 4: switch (Nk) { case 4: return 10; case 6: return 12; case 8: return 14; default: return 0; } case 6: switch (Nk) { case 4: case 6: return 12; case 8: return 14; default: return 0; } case 8: switch (Nk) { case 4: case 6: case 8: return 14; default: return 0; } default: return 0; } } /** * 这个方法是用来进行密钥扩展的 * @param strKey 用户输入的密钥 * @param Nb 以32bit为单位的待加密明文的长度 * @param Nk 以32bit为单位的初始密钥的长度. * @param Nr 加密的轮加密的轮. * @return 扩展后的子密钥存放在数组w中 */ public void KeyExpansion(String strKey, int Nb, int Nk, int Nr) { int i = 0; for (; i < 4; i++) for (int j = 0; j < Nk; j++) key[i * Nk + j] = strKey.charAt(i * 4 + j); i = 0; while (i < Nk) { w[i * 4] = key[i * 4]; w[i * 4 + 1] = key[i * 4 + 1]; w[i * 4 + 2] = key[i * 4 + 2]; w[i * 4 + 3] = key[i * 4 + 3]; i++; } i = Nk; while (i < Nb * (Nr + 1)) { char[] temp = new char[4]; temp[0] = w[(i - 1) * 4 + 0]; temp[1] = w[(i - 1) * 4 + 1]; temp[2] = w[(i - 1) * 4 + 2]; temp[3] = w[(i - 1) * 4 + 3]; if ((i % Nk) == 0) { RotByte(temp); SubByte(temp); for (int j = 0; j < 4; j++) temp[j] ^= Rcon[((i - 1) / Nk) * 4 + j];//与Rcon异或； } else if (Nk == 8 && i % Nk == 4) SubByte(temp); w[i * 4 + 0] = (char)