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在Java中如何实现一个基础的文件加密程序_Java加密解密与文件操作实战

P粉602998670

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发布时间:2026-02-22 19:15:32

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来源于php中文网

原创

必须用 cipherinputstream 是因为它自动处理 aes 的块对齐、pkcs5 填充补全和异常传播,而手动操作字节数组易破坏填充结构导致解密失败。

在java中如何实现一个基础的文件加密程序_java加密解密与文件操作实战

AES 加密文件时为什么必须用 CipherInputStream 而不是直接读字节数组?

因为 AES 是分组密码,底层依赖填充(如 PKCS5Padding)和模式(如 CBC),直接操作字节数组容易破坏最后一块的填充结构,导致解密失败。Java 的 CipherInputStream 会自动处理块对齐、填充补全和异常传播,而手动分块调用 cipher.update() + cipher.doFinal() 容易漏掉边界逻辑。

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  • 加密大文件务必用 CipherInputStream 包裹 FileInputStream,再通过 IOUtils.copy() 或循环 read() 写入 CipherOutputStream
  • 密钥长度必须为 128192256 位;若用字符串生成密钥,需经 MessageDigest 摘要(如 SHA-256)截取前 16 字节,否则 InvalidKeyException
  • IV 必须随机生成且随密文一起保存(通常前置 16 字节),不能复用,否则相同明文会产生相同密文,丧失语义安全性

如何安全地生成和保存 SecretKeySpecIvParameterSpec

硬编码密钥或写死 IV 等同于没加密。真实场景中,密钥不应出现在代码或配置文件里,IV 更不能固定。

实操建议:

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  • SecureRandom 生成 IVbyte[] iv = new byte[16]; new SecureRandom().nextBytes(iv);
  • 加密时把 IV 写在密文开头(如先写 16 字节 IV,再写密文),解密时先读出前 16 字节构造 IvParameterSpec
  • 密钥建议由用户口令派生:用 PBEKeySpec + SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256"),迭代次数 ≥ 65536
  • 避免用 String.getBytes() 直接转密钥——编码不明确,不同平台结果可能不同;应显式指定 StandardCharsets.UTF_8

解密失败报 BadPaddingException 的常见原因有哪些?

这个异常几乎总是意味着密文被篡改、IV 不匹配、密钥错误,或加解密参数不一致,而不是“padding 本身有问题”。

排查要点:

  • 确认加密和解密用的是同一套参数:算法/模式/填充三者必须完全一致,例如 "AES/CBC/PKCS5Padding",少一个斜杠或拼错字母都会触发该异常
  • 检查 IV 是否被截断或误读——比如解密时只读了 15 字节,或用了加密时未保存的随机 IV
  • 验证密钥是否经过相同摘要处理(如都用 SHA-256 取前 16 字节),尤其注意加解密两端的字符编码是否统一
  • 如果密文是从 Base64 解码而来,确认没有丢掉末尾的 = 或混入空格换行

为什么不能用 FileWriter / BufferedWriter 处理加密后的二进制数据?

因为这些是字符流,会尝试按默认编码(如 UTF-8)解释字节,而加密输出是纯二进制,包含非法码点,导致数据损坏或静默截断。

必须全程使用字节流:

  • 加密:用 FileInputStreamCipherInputStreamFileOutputStream
  • 解密:用 FileInputStream → 手动跳过 IV → CipherInputStreamFileOutputStream
  • 若需 Base64 编码传输,也应在加密完成后对整个密文字节数组做 Base64.getEncoder().encode(),而不是边读边编码

真正麻烦的从来不是调用哪个 API,而是 IV 怎么存、密钥怎么来、错误怎么判——这些细节一旦错一点,解密就彻底失败,还很难定位。

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