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AES对称加密算法对经纬度信息进行加密

JayHrn发表于 2023-12-19 09:35:28

加密算法在生活中有很多的应用，以下时一些常用的使用场景。

网络安全：在互联网上，加密算法被广泛应用于保护网络通信的安全，比如HTTPS协议和SSL/TLS加密。
数据库安全：对于一些敏感数据，比如用户密码、信用卡号等，需要使用加密算法进行存储和传输，以防止被非法获取。
身份验证：在身份验证中，加密算法可以用于生成和验证数字签名，以确保身份验证的真实性和完整性。
数字版权保护：数字版权保护也是加密算法的一个重要应用领域，比如数字音乐、电影、软件等。

最近在做一个东西时需要简单的对经纬度信息进行加密，刚好了解了下AES加密算法。

介绍

AES（Advanced Encryption Standard）是一种常用的对称加密算法。它是由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen设计的，被选为美国联邦政府采用的新标准加密算法，可用于保护敏感数据的机密性，是当前被广泛应用的加密标准之一。

AES算法有三种不同的加密密钥长度：128位、192位和256位。也就是说，它能够以128位、192位和256位三种密钥长度来生成密钥。其加密步骤如下：

明文分组：将明文分成固定长度（16字节），不足16字节的使用填充算法处理。
密钥扩展：根据密钥长度不同，执行10/12/14次轮密钥扩展，生成轮密钥。
轮加密：每轮将明文进行逐字节替换、逐字节位移和逐列运算，由密钥扩展算法得到的轮密钥作为每轮运算的密钥。
输出密文：最后一个轮加密后的结果即为密文。

AES加密算法的优势在于加密效率高、安全性强、规范性明确，支持软件和硬件实现，应用广泛。

使用

如下是简单的加解密，举例是对经纬度信息进行加解密操作。

密钥

由于在AES加密解密操作中，需要提供密钥，这里假设密钥如下。

1	private static final String SECRET_KEY = "2023041812008888"; // 密钥，必须为16、24或32位

加密

public static String encrypt(double latitude, double longitude) throws Exception {
    String input = String.format("%.6f,%.6f", latitude, longitude); // 将经纬度格式化为字符串
    SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
    byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes); // 返回Base64编码后的结果
}

这里第一个参数代表经度，第二个参数代表纬度，通过首先将经纬度转化成字符串，然后使用Base64编码将加密后的字节数组转换为字符串。

解密

public static double[] decrypt(String ciphertext) throws Exception {
    SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(SECRET_KEY.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
    byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(ciphertext));
    String plaintext = new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    String[] parts = plaintext.split(",");
    if (parts.length != 2) {
        throw new IllegalArgumentException("Invalid ciphertext");
    }
    double latitude = Double.parseDouble(parts[0]);
    double longitude = Double.parseDouble(parts[1]);
    return new double[]{latitude, longitude};
}

这里函数的参数是密文，只有正确的密文使用正确的密钥才能够解密出来。

操作

我们可以创建一个类CoordinateEncryption类来存储上述两个方法。通过如下内容参考使用上述算法。

double latitude = 31.231740;
double longitude = 121.472678;
System.out.println("加密前的坐标：[" + latitude + ", " + longitude + "]");
String ciphertext = CoordinateEncryption.encrypt(latitude, longitude);
System.out.println("加密后的坐标：" + ciphertext);
double[] decryptedCoordinate = CoordinateEncryption.decrypt(ciphertext);
System.out.println("解密后的坐标：[" + decryptedCoordinate[0] + ", " + decryptedCoordinate[1] + "]");

根据上述运行，我们可以发现运行结果如下。

运行结果