Java AES 加密解密實戰：跨平台一致、支援中文、Base64 輸出

AES（Advanced Encryption Standard）是對稱加密標準，廣泛用於敏感數據傳輸與存儲。本文提供生產級工具類，解決「Linux/Windows 结果不一致」「中文亂碼」「密鑰派生不穩定」等常見坑點，採用 AES/ECB/PKCS5Padding 模式，輸出 Base64 字串便於 JSON/URL 傳輸。

核心設計要點

• 固定密鑰長度 128 位，密鑰由密碼經 SHA1PRNG 派生，確保跨平台一致（需注意：JDK 8+ SHA1PRNG 實現可能差異，生產建議改用 PBKDF2）。
• 模式：AES/ECB/PKCS5Padding（ECB 模式無 IV，簡單但安全性較低；高安全場景請用 CBC/GCM + 隨機 IV）。
• 字符集：統一 UTF-8，解決中文亂碼。
• 輸出：加密結果經 Base64 編碼，解密先 Base64 解碼。

完整工具類

import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.*;
import java.util.Base64; // JDK 8+ 內建，舊版用 Apache Commons Codec

public class AesUtil {

    private static final String ALGO = "AES";
    private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding";
    private static final int KEY_SIZE = 128;
    private static final String CHARSET = "UTF-8";

    /** 從密碼派生 128 位 AES 密鑰 */
    private static SecretKeySpec deriveKey(String password) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
        // 注意：SecureRandom SHA1PRNG 在不同 JDK 實現可能不同，生產建議用 PBKDF2WithHmacSHA256
        KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance(ALGO);
        SecureRandom sr = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        sr.setSeed(password.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        kgen.init(KEY_SIZE, sr);
        SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
        return new SecretKeySpec(secretKey.getEncoded(), ALGO);
    }

    /** 加密 → Base64 字串 */
    public static String encrypt(String content, String password) {
        try {
            SecretKeySpec key = deriveKey(password);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] encrypted = cipher.doFinal(content.getBytes(CHARSET));
            return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("AES 加密失敗", e);
        }
    }

    /** Base64 字串 → 解密明文 */
    public static String decrypt(String base64Content, String password) {
        try {
            SecretKeySpec key = deriveKey(password);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(base64Content);
            byte[] decrypted = cipher.doFinal(decoded);
            return new String(decrypted, CHARSET);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("AES 解密失敗", e);
        }
    }

    // 測試
    public static void main(String[] args) {
        String plain = "t太陽est地";
        String pwd = "12345678";
        String cipher = encrypt(plain, pwd);
        System.out.println("加密: " + cipher); // 例: Bpf0jyJDj/pVHaRf66+OMA==
        System.out.println("解密: " + decrypt(cipher, pwd)); // t太陽est地
    }
}

關鍵坑點避雷指南

進階建議：生產環境請升級

1. 模式改 CBC/GCM：引入隨機 IV（隨密文輸出），防止相同明文產生相同密文。
2. 密鑰派生用 PBKDF2：SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256")，迭代 ≥ 100,000，鹽值 16 字節隨機生成。
3. 金鑰管理：勿硬編碼密碼，使用 KMS/環境變數/配置中心注入。
4. 完整性驗證：GCM 模式自帶認證標籤；CBC 需額外 HMAC。

總結

本文提供的工具類可直接用於測試、內部非核心數據加密。對於高安全要求場景，請務必採用 AES-GCM + PBKDF2 + 安全金鑰管理 方案。