AES算法的JAVA實現

　　package myLibAES;

　　/**

　　* This class is designed to encrypt file using AES

　　* @author ZhuTao HUST

　　* Email:cn

　　* QQ:

　　* @version

　　*/

　　/**

　　* 可以把它們做成自己的庫函數方便以後使用

　　*/

　　public class AESMap {

　　public static char []  key;

　　public static char []  w;//用來存放擴展後的子密鑰;

　　public static char []Log =  {

　　xc

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　};

　　public static char[] Log_ = {

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　};

　　//    S盒置換

　　public static char [] S_BOX = {

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　};

　　//    S盒逆置換

　　public  char [] S_BOX_={

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　};

　　public static  char []Rcon={

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xxxx

　　xbxxx

　　xxxx};

　　public     AESMap()

　　{

　　key = new char[*];

　　w = new char[**];//用來存放擴展後的子密鑰;

　　}

　　}

　　package myLibAES;

　　import javaioIOException;

　　import javaioFileOutputStream;

　　import javaioFileInputStream;/**

　　* This class is designed to encrypt file using AES

　　* @author ZhuTao HUST

　　* Email:cn

　　* QQ:

　　* @version

　　*/

　　/**

　　*

　　* 把它們做成自己的庫函數方便以後使用

　　*/

　　public class AES extends AESMap {

　　/**

　　* This method is used to encrypt data with AES

　　* @param OpenPath the path of the file which you want to encrypt

　　* @param SavePath the path to save the encrypted file

　　* @param m_Key the encrypt key of user

　　* @param Nb the length of file blocks(bits)

　　* @param Nk the length of key

　　* @return the length of data(bytes)

　　* @throws IOException

　　////////////////////////////////////////////////////

　　功能    AES加密

　　入口參數m_Key是用戶加密密鑰

　　fp是要加密的文件指針

　　fp是加密後保存密文的文件指針

　　Nb是加密時明文的分組長度（以bit為單位）

　　Nk是密鑰的長度（以bit為單位）

　　///////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public long AES_Encrypt(String OpenPathString SavePathString m_Keyint Nbint Nk)

　　throws IOException

　　{

　　//以二進制讀的方式打開要加密的文件

　　//以二進制寫的方式打開保存密文的文件

　　FileInputStream fp = new FileInputStream(OpenPath);

　　FileOutputStream fp = new FileOutputStream(SavePathtrue);

　　int Length = fpavailable();//得到要加密的文件的長度

　　if(Length==)return ;

　　int  leave = Length%(*Nb);                         //求剩余的字塊的字節數

　　long rounds = Length/(*Nb);                        //得到整塊的加密輪數

　　if(leave!=)rounds++;

　　long copy_rounds = rounds;

　　byte[] state = new byte[*]; //作為加密時存放要加密的明文塊

　　byte[] copy = new byte[*];               //用來進行短塊處理時的緩存區

　　int Nr=GetRounds(NbNk);      //得到加密的輪數

　　KeyExpansion(m_KeyNbNkNr); //生成各輪子密鑰

　　if(copy_rounds==&&rounds==)

　　{

　　if(leave==) fpread(state*Nb);//明文的長度恰好等於分組長度

　　else

　　{

　　fpread(stateleave);//明文的長度小於八個字符

　　for(int i=leave;i<*Nb;i++)

　　state[i]=;             //後面用空格補齊

　　}

　　state = Transform(ByteToChar(state)NbNr);                   //加密變換

　　fpwrite(state*Nb);//將加密後的密文塊寫入目標文件

　　rounds;

　　}

　　else if(copy_rounds>&&leave!=)//如果明文的長度大於分組長度且字符數不是分組長度的整數倍

　　{                               //時需要進行短塊處理

　　fpread(state*Nb);

　　state = Transform(ByteToChar(state)NbNr);//先加密最前面的一塊

　　fpwrite(stateleave);//僅將余數個字符存入文件而將後部分密文

　　//與後面的明文合在一起加密

　　int j=;

　　for(int i=leave;i<*Nb;i++)

　　copy[j++]=state[i];

　　fpread(copyjleave);

　　copy = Transform(ByteToChar(copy)NbNr);

　　fpwrite(copy*Nb);

　　rounds=;

　　}

　　while(rounds>)//以下處理的明文是分組的整數倍的情況

　　{

　　fpread(state*Nb);

　　state = Transform(ByteToChar(state)NbNr);

　　fpwrite(state*Nb);

　　rounds;

　　}

　　fpclose();//關閉源文件和目標文件

　　fpclose();

　　return ((copy_rounds)**Nb+leave);//返回文件長度

　　}

　　/**

　　* This method is used to deencrypt cryptograph

　　* @param OpenPath the path of cryptograph

　　* @param SavePath the path to save the deencrypted file

　　* @param m_Key the key to deencrypt file

　　* @param Nb the length of file blocks(bits)

　　* @param Nk the length of key

　　* @return the length of data(bytes)

　　* @throws IOException

　　////////////////////////////////////////////////////////

　　功能    實現AES的解密

　　入口參數m_Key是用戶加密密鑰

　　fp是要解密的文件指針

　　fp是解密後保存明文的文件指針

　　Nb是解密時密文的分組長度（以bit為單位）

　　Nk是密鑰的長度（以bit為單位）

　　注意了  解密時和加密時的分組長度要一致

　　/////////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     long AES_DeEncrypt(String OpenPathString SavePathString  m_Key int Nb int Nk)

　　throws IOException

　　{

　　//以二進制讀的方式打開要加密的文件

　　//以二進制寫的方式打開保存密文的文件

　　FileInputStream fp= new FileInputStream(OpenPath);

　　FileOutputStream fp= new FileOutputStream(SavePathtrue);

　　int Length = fpavailable();//得到要加密的文件的長度

　　if(Length==)return ;

　　int  leave=Length%(*Nb);//求剩余的字塊的字節數

　　long rounds=Length/(*Nb);//得到整塊的加密輪數

　　if(leave!=)rounds++;

　　long copy_rounds=rounds;

　　byte []state = new byte[*];              //解密時存放密文塊

　　int Nr = GetRounds(NbNk);      //得到解密時循環輪數

　　KeyExpansion(m_KeyNbNkNr); //生成各輪子密鑰

　　byte[] copy = new byte[];

　　if(leave!=)//需要進行短塊處理

　　{

　　fpread(copyleave);//先把余數個密文字符保存

　　fpread(state*Nb);//讀取緊接著的一個密文塊

　　state = ReTransform(ByteToChar(state)NbNr);          //解密

　　int j=;

　　for(int i=leave;i<*Nb;i++)        //把解密後的明文和前面的余數個合在一起組成一塊

　　copy[i]=state[j++];            //一起解密

　　copy = ReTransform(ByteToChar(copy)NbNr);

　　//將解密後的明文寫入目標文件

　　fpwrite(copy*Nb);

　　fpwrite(statejleave);//將余數個明文寫入目標文件

　　rounds=;                         //已經完成了兩輪解密所以減二

　　}

　　while(rounds>)//對後面是分組長度的整數倍的密文塊解密

　　{

　　fpread(state*Nb);//讀取密文塊

　　copy = ReTransform(ByteToChar(state)NbNr);          //解密變換

　　fpwrite(copy*Nb);//將解密後的明文寫入目標文件

　　rounds;                           //輪數減一

　　}

　　fpclose();//關閉源文件和目標文件

　　fpclose();

　　return ((copy_rounds)**Nb+leave);//返回文件長度

　　}

　　/**

　　* This method is used to shift the data in array A

　　* @param A

　　//////////////////////////////////////////////////////

　　功能將數組A中的四個字節循環左移一個字節

　　//////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     void  RotWord(char[]A)

　　{

　　char temp;

　　temp=A[];

　　A[] = A[];

　　A[] = A[];

　　A[] = A[];

　　A[] = temp;

　　}

　　/**

　　* This method is used to do Sreplace durying keyexpansion

　　* @param A

　　////////////////////////////////////////////////

　　功能    密鑰擴展的時候進行S盒替換

　　入口參數A是存放四個字節的數組

　　////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     void  SubWord(char []A)

　　{

　　for(int i=;i<;i++)

　　A[i]=S_BOX[A[i]];

　　}

　　/**

　　* This method is used to get rounds of  encrypt

　　* @param Nb the length of file blocks(bits)

　　* @param Nk the length of key

　　* @return the rounds of encrypt

　　//////////////////////////////////////////////////

　　功能返回加密的輪數

　　入口參數Nb以bit為單位的待加密明文的長度

　　Nk是以bit為單位的初始密鑰的長度

　　返回值返回加密輪數（Nr）

　　////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     int  GetRounds(int Nb int Nk)

　　{

　　switch(Nb)

　　{

　　case :switch(Nk)

　　{

　　case :return ;

　　case :return ;

　　case :return ;

　　default:return ;

　　}

　　case :switch(Nk)

　　{

　　case :

　　case :return ;

　　case :return ;

　　default:return ;

　　}

　　case :switch(Nk)

　　{

　　case :

　　case :

　　case :return ;

　　default:return ;

　　}

　　default:return ;

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to build subkeys used in each rounds

　　* @param m_Key  the key of user

　　* @param Nb the length of file blocks(bits)

　　* @param Nk the length of key

　　* @param Nr the rounds of encrypt in each block

　　////////////////////////////////////////////////////

　　入口參數Nb以bit為單位的待加密明文的長度

　　Nk是以bit為單位的初始密鑰的長度

　　Nr是加密的輪數

　　m_Key是用戶的密鑰

　　返回值擴展後的子密鑰存放在數組w中

　　*/

　　public     void  KeyExpansion(String m_Keyint Nb int Nk int Nr)

　　{

　　int i=;

　　for(;i<;i++)

　　for(int j=;j<Nk;j++)

　　key[i*Nk+j]=m_KeycharAt(i*+j);

　　i=;

　　while(i<Nk)

　　{

　　w[i*]=key[i*];

　　w[i*+]=key[i*+];

　　w[i*+]=key[i*+];

　　w[i*+]=key[i*+];

　　i++;

　　}

　　i=Nk;

　　while(i<Nb*(Nr+))

　　{

　　char []temp = new char[];

　　temp[]=w[(i)*+];temp[]=w[(i)*+];

　　temp[]=w[(i)*+];temp[]=w[(i)*+];

　　if((i%Nk)==)

　　{

　　RotWord(temp);

　　SubWord(temp);

　　for(int j=;j<;j++)

　　temp[j]^=Rcon[((i)/Nk)*+j];//與Rcon異或

　　}

　　else if(Nk==&&i%Nk==)

　　SubWord(temp);

　　w[i*+] = (char)(w[(iNk)*+]^temp[]);

　　w[i*+] = (char)(w[(iNk)*+]^temp[]);

　　w[i*+] = (char)(w[(iNk)*+]^temp[]);

　　w[i*+] = (char)(w[(iNk)*+]^temp[]);

　　i++;

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to do Sreplace

　　* @param state is a array which stored the data block

　　* @param Nb the length of data block

　　///////////////////////////////////////////////////

　　功能    S盒置換

　　入口參數 Nb為以bit為單位的明文塊的大小

　　state為明文塊

　　////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public    void  SubChar(char []stateint Nb)

　　{

　　for(int i=;i<*Nb;i++)

　　state[i]=S_BOX[state[i]%];

　　}

　　/**

　　* @param state is a array which stored the data block

　　* @param Nb the length of data block

　　/////////////////////////////////////////////////////

　　功能    加密對明文塊進行移位運算

　　入口參數state是明文塊

　　Nb是以比特為單位的明文塊的大小

　　//////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     void  ShiftRows(char []state int Nb)

　　{

　　char[]  t = new char [];

　　for( int r=;r<;r++)

　　{

　　for(int c=;c<Nb;c++)t[c]= state[Nb*r+(r+c)%Nb];

　　for(int c=;c<Nb;c++)

　　state[Nb*r+c]=t[c];

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to mix columns

　　* @param state is a array which stored the data block

　　* @param Nb the length of data block

　　//////////////////////////////////////////////////

　　功能加密時對明文塊進行列混合變換;

　　入口參數state是明文塊

　　Nb是以比特為單位的明文塊的大小

　　//////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     void  MixColumns(char[]state int Nb)

　　{

　　int [] t = new int[];

　　for( int c=;c<Nb;c++)

　　{

　　for(int r=;r<;r++)t[r] = state[Nb*r+c];

　　for(int r=;r<;r++)

　　{

　　state[Nb*r+c] = (char)(Ffmul(xt[r])^Ffmul(xt[(r+)%])

　　^t[(r+)%]^t[(r+)%]);

　　}

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to get the product of A and B

　　* @param A first number

　　* @param B second number

　　* @return the product of A and B

　　/////////////////////////////////////////////////////////

　　功能返回兩個域元素AB的積;

　　/////////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     int Ffmul(int A int B)

　　{

　　//查對數表;

　　if(A==||B==)return ;

　　A = Log[A];

　　B = Log[B];

　　A =(A+B)%xff;

　　//查反對數表;

　　A = Log_[A];

　　return A;

　　}

　　/**

　　* This method is used to add round key and data

　　* @param state is the array which contains the data

　　* @param Nb length of data block(bits)

　　* @param round the index of current round

　　///////////////////////////////////////////////////////////////

　　功能:   輪密鑰加變換;

　　入口參數:   state明文塊

　　w為子密鑰Nb為明文塊的大小round為當前加密的輪數;

　　///////////////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public     void  AddRoundKey(char[]state  int Nbint round)

　　{

　　for(int c=;c<Nb;c++round++)

　　for(int r=;r<;r++)

　　state[r*Nb+c] = (char)(state[r*Nb+c]^w[round*+r]);

　　}

　　/**

　　* This method is used to do exchang durying the proccess of encryption

　　* @param state is a array which contains the data to encrypt

　　* @param Nb the length of data block(bits)

　　* @param Nr the length of user key

　　* @return the cryptograph

　　*/

　　public     byte[]  Transform(char[]state int Nbint Nr)

　　{

　　int round=;

　　AddRoundKey(stateNb);

　　for(;round<Nr;round++)

　　{

　　SubChar(stateNb);

　　ShiftRows(stateNb);

　　MixColumns(stateNb);

　　AddRoundKey(stateNbround*Nb);

　　}

　　SubChar(stateNb);

　　ShiftRows(stateNb);

　　AddRoundKey(stateNbround*Nb);

　　return CharToByte(state);

　　}

　　/**

　　* This method is used to do exchang durying the proccess of deencryption

　　* @param state is a array which contains the cryptograph to deencrypt

　　* @param Nb the length of cryptograph block(bits)

　　* @param Nr the length of user key

　　* @return the original text

　　*/

　　public     byte[] ReTransform(char []state int Nbint Nr)

　　{

　　AddRoundKey(state NbNr*Nb);

　　for(int round=Nr;round>=;round)

　　{

　　InvShiftRows(stateNb);

　　InvSubint(stateNb);

　　AddRoundKey(stateNbround*Nb);

　　InvMixColumns(stateNb);

　　}

　　InvShiftRows(stateNb);

　　InvSubint(stateNb);

　　AddRoundKey(stateNb);

　　return CharToByte(state);

　　}

　　/**

　　* This method is used to do Sreplace durying deencrypt cryptograph

　　* @param state is a array which contains the cryptograph to deencrypt

　　* @param Nb the length of cryptograph block(bits)

　　* @param Nr the length of user key

　　/////////////////////////////////////////////////////////////

　　功能解密時的S盒逆置換

　　入口參數state為密文塊

　　Nb為密文塊的大小

　　*/

　　public    void  InvSubint(char []state int Nb)

　　{

　　for(int i=;i<*Nb;i++)

　　state[i] = S_BOX_[state[i]%];

　　}

　　/**

　　* This method is used to shift rows durying deencyrpt cryptograph

　　* @param state is a array which contains the cryptograph to deencrypt

　　* @param Nb the length of cryptograph block(bits)

　　////////////////////////////////////////////////////////////////

　　功能解密的時候的右移位變換

　　入口參數state為密文塊

　　Nb為密文塊的大小

　　////////////////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public    void  InvShiftRows(char[]state int Nb)

　　{

　　char [] t = new char[];

　　for( int r=;r<;r++)

　　{

　　for(int c=;c<Nb;c++)

　　t[(c+r)%Nb] = state[r*Nb+c];

　　for(int c=;c<Nb;c++)

　　state[r*Nb+c]=t[c];

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to mix columns durying deencrypt cyyptograph

　　* @param state is a array which contains the cryptograph to deencrypt

　　* @param Nb the length of cryptograph block(bits)

　　//////////////////////////////////////////////////////////////

　　功能解密時的列混合變換

　　入口參數state為密文塊

　　Nb為密文塊的大小

　　//////////////////////////////////////////////////////////////

　　*/

　　public    void  InvMixColumns(char []state int Nb)

　　{

　　char  []t = new char[];

　　for( int c=;c<Nb;c++)

　　{

　　for(int r=;r<;r++)t[r] = state[Nb*r+c];

　　for(int r=;r<;r++)

　　{

　　state[Nb*r+c] = (char)(Ffmul(xet[r])^Ffmul(xbt[(r+)%])

　　^Ffmul(xdt[(r+)%])^Ffmul(xt[(r+)%]));

　　}

　　}

　　}

　　/**

　　* This method is used to transform a array from byte type to char type

　　* @param data a byte type array

　　* @return a char type array

　　*/

　　public static char[] ByteToChar(byte[] data)

　　{

　　char []A = new char[datalength];

　　for(int i = ;i<datalength;i++)

　　A[i] = (char)data[i];

　　return A;

　　}

　　/**

　　* This method is used to transform a array from char type to byte type

　　* @param data a char type array

　　* @return a byte type array

　　*/

　　public static byte[]CharToByte(char[]data)

　　{

　　byte[] A = new byte[datalength];

　　for(int i = ;i<datalength;i++)

　　A[i] = (byte)data[i];

　　return A;

　　}

　　}

　　package myLibAES;

　　import javaioIOException;

　　public class TestAes {

　　/**

　　* @param args

　　*/

　　public static void main(String[] args) {

　　// TODO Autogenerated method stub

　　AES test = new AES();

　　Systemoutprintln(testS_BOXlength);

　　//(String OpenPathString SavePathString m_Keyint Nbint Nk)

　　long time = SystemcurrentTimeMillis();

　　try{

　　testAES_Encrypt(G:\\mkvG:\\mkvtxt);

　　testAES_DeEncrypt(G:\\mkvtxtG:\\DEmkv);

　　}catch(IOException e){Systemoutprintln(e);}

　　long time = SystemcurrentTimeMillis();

　　time = timetime;

　　Systemoutprintln(time);

　　}

　　}

From:http://tw.wingwit.com/Article/program/Java/hx/201311/25654.html