引言

AES代表高级加密系统,它是一种对称加密算法。很多时候我们需要在客户端加密一些明文,例如密码,并将其发送到服务器,然后服务器将其解密以进一步处理.AES加密和解密更容易在Android客户端和Java服务器等相同的平台上实现,但有时在跨平台环境(如Javascript客户端和Java Server,如Spring mvc框架)中解密AES加密密码变得非常具有挑战性,因为如果任何系统默认值不匹配解密将失败。

    在本文中,我们将使用spring mvc和angular js客户端创建一个应用程序。我们将有一个带有用户名和密码的表单输入的登录页面。在将密码发送到服务器之前,密码将使用CryptoJS在JavaScript中加密,并且相同的加密密码将在java中解密,并且会进行比较以匹配密码。我们将在javascript中生成salt和IV,然后生成从密码,salt和密钥大小中使用PBKDF2函数的密钥。之后,我们将使用密钥和IV对明文进行加密,并且这些密钥将在Java中进行解密。因此,基本上我们将开发一种可与Java进行可互操作的AES加密的机制,的JavaScript。

    在继续进行之前,让我们明确一点,该机制仅在数据的有线传输期间(最有可能)增加了一种额外的安全性,但并未提供充分的证明安全性。如果您不使用SSL,则攻击者可以执行中间人攻击并通过为用户提供不同的密钥来窃取数据。

项目结构

我们这里有个spring  boot和angular js webapp项目。项目结构如下:项目结构图

JavaScript中的Aes加密

    对于JavaScript中的AES加密,我们已经导入了两个js文件 - crypto.js并且pbkdf2.js我们有AesUtil.js用于执行加密和解密的通用代码。这里this.keySize是4字节块的密钥大小。因此,要使用128位密钥,我们将位数除以32得到用于CryptoJS的密钥大小。

AesUtil.js:
var AesUtil = function(keySize, iterationCount) {
  this.keySize = keySize / 32;
  this.iterationCount = iterationCount;
};

AesUtil.prototype.generateKey = function(salt, passPhrase) {
  var key = CryptoJS.PBKDF2(
      passPhrase, 
      CryptoJS.enc.Hex.parse(salt),
      { keySize: this.keySize, iterations: this.iterationCount });
  return key;
}

AesUtil.prototype.encrypt = function(salt, iv, passPhrase, plainText) {
  var key = this.generateKey(salt, passPhrase);
  var encrypted = CryptoJS.AES.encrypt(
      plainText,
      key,
      { iv: CryptoJS.enc.Hex.parse(iv) });
  return encrypted.ciphertext.toString(CryptoJS.enc.Base64);
}

AesUtil.prototype.decrypt = function(salt, iv, passPhrase, cipherText) {
  var key = this.generateKey(salt, passPhrase);
  var cipherParams = CryptoJS.lib.CipherParams.create({
    ciphertext: CryptoJS.enc.Base64.parse(cipherText)
  });
  var decrypted = CryptoJS.AES.decrypt(
      cipherParams,
      key,
      { iv: CryptoJS.enc.Hex.parse(iv) });
  return decrypted.toString(CryptoJS.enc.Utf8);
}

密码加密在JavaScript中

    该方法logMeIn()将在点击提交按钮后被调用。此方法将使用定义的通用代码AesUtil.js对密码进行加密并使POST请求验证密码。发送的密码将采用以下格式:iv::salt::ciphertext在服务器端,java将解密密码并在响应中发送解密密码显示在警告框中。
 

var app = angular.module('demoApp', []);
app.controller('loginController', ['$scope', '$rootScope', '$http', function ($scope, $rootScope, $http) {

    $scope.logMeIn = function(){
        if(!$scope.userName || !$scope.password){
            $scope.showMessage("Missing required fields.", false);
            return;
        }
        var iv = CryptoJS.lib.WordArray.random(128/8).toString(CryptoJS.enc.Hex);
        var salt = CryptoJS.lib.WordArray.random(128/8).toString(CryptoJS.enc.Hex);

        var aesUtil = new AesUtil(128, 1000);
        var ciphertext = aesUtil.encrypt(salt, iv, $('#key').text(), $scope.password);

        var aesPassword = (iv + "::" + salt + "::" + ciphertext);
        var password = btoa(aesPassword);
        var data = {
            userName: $scope.userName,
            password: password
        }

        $http.post('/login',data).then(function (response){
			if(response.status === 200){
                alert("Password is " + response.data.password);
			}else {
			    alert("Error occurred");
            }
		})
	};

	}]);

Java中的AES解密

首先让我们实现将拦截登录请求的控制器类。在这里,我们对密钥进行了硬编码。此密钥将由服务器唯一地生成并发送给客户端以用于每个登录请求。客户端将使用相同的密钥,而加密和服务器将使用相同的密钥进行解密。确保密钥长度为16,因为我们使用的是128位加密。请记住我们从客户端发送的加密文本的格式iv::salt::ciphertext。文本以相同的格式解密。我们已经有IV,盐和密文。
 

import com.example.demo.model.Credentials;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.UUID;

@Controller
public class WelcomeController {

	private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(WelcomeController.class);

	@RequestMapping(value={"/login"},method = RequestMethod.GET)
    public String loginPage(HttpServletRequest request){
		LOGGER.info("Received request for login page with id - " + request.getSession().getId());
		String randomKey = UUID.randomUUID().toString();
		//String uniqueKey = randomKey.substring(randomKey.length()-17, randomKey.length() -1);
        String uniqueKey = "1234567891234567";
	    request.getSession().setAttribute("key", uniqueKey);
	    return "index";
    }

    @RequestMapping(value={"/login"},method = RequestMethod.POST)
    public @ResponseBody ResponseEntity login(@RequestBody Credentials credentials, HttpServletRequest request) {
        String decryptedPassword =  new String(java.util.Base64.getDecoder().decode(credentials.getPassword()));
        AesUtil aesUtil = new AesUtil(128, 1000);
        Map map = new HashMap<>();
        if (decryptedPassword != null && decryptedPassword.split("::").length == 3) {
            LOGGER.info("Password decrypted successfully for username - " + credentials.getUserName());
            String password = aesUtil.decrypt(decryptedPassword.split("::")[1], decryptedPassword.split("::")[0], "1234567891234567", decryptedPassword.split("::")[2]);
            map.put("password", password);
        }
        return new ResponseEntity<>(map, HttpStatus.OK);
    }

}
以下是用于AES加密和解密的java util类。您可以按照java中的AES加密和解密获得关于以下实现的更多详细说明。
import org.apache.commons.codec.DecoderException;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.KeySpec;

public class AesUtil {
    private final int keySize;
    private final int iterationCount;
    private final Cipher cipher;
    
    public AesUtil(int keySize, int iterationCount) {
        this.keySize = keySize;
        this.iterationCount = iterationCount;
        try {
            cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        }
        catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchPaddingException e) {
            throw fail(e);
        }
    }
    
    public String decrypt(String salt, String iv, String passphrase, String ciphertext) {
        try {
            SecretKey key = generateKey(salt, passphrase);
            byte[] decrypted = doFinal(Cipher.DECRYPT_MODE, key, iv, base64(ciphertext));
            return new String(decrypted, "UTF-8");
        }
        catch (UnsupportedEncodingException e) {
            return null;
        }catch (Exception e){
            return null;
        }
    }
    
    private byte[] doFinal(int encryptMode, SecretKey key, String iv, byte[] bytes) {
        try {
            cipher.init(encryptMode, key, new IvParameterSpec(hex(iv)));
            return cipher.doFinal(bytes);
        }
        catch (InvalidKeyException
                | InvalidAlgorithmParameterException
                | IllegalBlockSizeException
                | BadPaddingException e) {
            return null;
        }
    }
    
    private SecretKey generateKey(String salt, String passphrase) {
        try {
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA1");
            KeySpec spec = new PBEKeySpec(passphrase.toCharArray(), hex(salt), iterationCount, keySize);
            SecretKey key = new SecretKeySpec(factory.generateSecret(spec).getEncoded(), "AES");
            return key;
        }
        catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeySpecException e) {
            return null;
        }
    }

    public static byte[] base64(String str) {
        return Base64.decodeBase64(str);
    }
    
    public static byte[] hex(String str) {
        try {
            return Hex.decodeHex(str.toCharArray());
        }
        catch (DecoderException e) {
            throw new IllegalStateException(e);
        }
    }
    
    private IllegalStateException fail(Exception e) {
        return null;
    }

}

测试AES加密和解密

    DemoApplication.java作为Java应用程序运行,然后打到http:// localhost:8080。一旦出现登录页面,您可以输入用户名和密码,然后单击提交按钮,您可以在警报中看到解密的密码。


测试结果
 

总结

在这篇文章中,我们讨论了使用Java和Javascript进行可互操作的AES加密。我们使用Crypto.js库在javascript中执行此加密。


项目源码下载