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Java与MySQL AES加密解密实战指南

news 2025/8/3 12:13:32

Java 与 MySQL 中的 AES 加密解密实践

本指南提供了两种在 MySQL 数据库中处理敏感数据 AES 加密的核心方法：

数据库层：直接在 MySQL 中使用原生 SQL 函数进行加解密。
应用层：在 Java 应用程序中完成加解密，数据库仅负责存储。

一、MySQL 原生 AES 加解密 (SQL 实现)

这种方法利用 MySQL 内置的 AES_ENCRYPT() 和 AES_DECRYPT() 函数，直接在数据库层面完成加解密操作。我们使用 dual 虚表进行演示，它不需要实际创建表。

核心函数

AES_ENCRYPT(str, key_str): 使用密钥 key_str 加密字符串 str，返回二进制结果。
AES_DECRYPT(crypt_str, key_str): 使用密钥 key_str 解密二进制密文 crypt_str。
HEX(binary_str): 将二进制字符串转换为十六进制格式，方便存储和查看。
UNHEX(hex_str): HEX() 的逆操作，将十六进制字符串转回二进制。

SQL 操作示例

-- 1. 加密: 将字符串 'data' 用密钥 'myKey' 加密，并转换为十六进制字符串
SELECT HEX(AES_ENCRYPT('data', 'myKey')) FROM dual;-- 2. 解密: 直接解密 AES_ENCRYPT 的结果。
-- 注意：AES_DECRYPT 返回的是二进制，需要 CAST 转换为可读字符。
SELECT CAST(AES_DECRYPT(AES_ENCRYPT('data', 'myKey'), 'myKey') AS CHAR) FROM dual;-- 3. 解密存储的十六进制字符串:
-- 假设 '4E4632...' 是从数据库字段中读取的加密后的十六进制值
-- 需要先用 UNHEX 转回二进制，再进行解密。
-- SELECT CAST(AES_DECRYPT(UNHEX('your_encrypted_hex_string'), 'myKey') AS CHAR) FROM dual;

二、Java 中实现

方式一：在 Java 中调用 SQL 加解密函数

这种方式下，Java 代码负责构建和执行带有 AES_ENCRYPT/AES_DECRYPT 函数的 SQL 语句，将加解密工作委托给 MySQL 数据库处理。

加密：Java 程序执行 SELECT HEX(AES_ENCRYPT(?, ?))，将明文和密钥作为参数传入，从数据库获取加密后的十六进制字符串。
解密：Java 程序执行 SELECT CAST(AES_DECRYPT(UNHEX(?), ?) AS CHAR)，将密文和密钥作为参数传入，从数据库获取解密后的明文。

方式二：使用 Java 工具类进行加解密

这种方式将加解密逻辑完全封装在 Java 应用中，与数据库解耦。数据库仅作为加密字符串的存储介质。

加密：在 Java 代码中调用工具类方法（如 MySqlAesUtils.encrypt）将明文加密成 Base64 或十六进制字符串，然后通过标准的 INSERT/UPDATE 语句存入数据库。
解密：先从数据库查出加密字符串，然后在 Java 代码中调用工具类方法（如 MySqlAesUtils.decrypt）将其解密为明文。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.Key;public class MySqlAesUtils {private static final String ALGORITHM = "AES";private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding";private static Key secretKey;/*** 加密，对应 MySQL 的 SELECT hex(AES_ENCRYPT(data, key))** @param data 待加密的数据* @return 加密后的十六进制字符串*/public static String encrypt(String data) {if (data == null || data.isEmpty()) {return data;}try {Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));return bytesToHex(encryptedBytes);} catch (Exception e) {// 在实际项目中，这里应该记录日志并抛出自定义异常throw new RuntimeException("AES 加密失败", e);}}/*** 解密，对应 MySQL 的 SELECT AES_DECRYPT(UNHEX(data), key)** @param hexData 十六进制表示的加密数据* @return 解密后的原始字符串*/public static String decrypt(String hexData) {if (hexData == null || hexData.isEmpty()) {return hexData;}try {Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(hexToBytes(hexData));return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);} catch (Exception e) {// 在实际项目中，这里应该记录日志并抛出自定义异常throw new RuntimeException("AES 解密失败", e);}}/*** 生成与 MySQL 兼容的 AES 密钥。*/private static Key generateMySQLKey(String key) {final byte[] keyBytes = new byte[16];final byte[] providedKeyBytes = key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);System.arraycopy(providedKeyBytes, 0, keyBytes, 0, Math.min(providedKeyBytes.length, keyBytes.length));if (providedKeyBytes.length > 16) {for (int i = 16; i < providedKeyBytes.length; i++) {keyBytes[i % 16] ^= providedKeyBytes[i];}}return new SecretKeySpec(keyBytes, ALGORITHM);}/*** 字节数组转十六进制字符串*/private static String bytesToHex(byte[] bytes) {StringBuilder sb = new StringBuilder();for (byte b : bytes) {sb.append(String.format("%02X", b));}return sb.toString();}/*** 十六进制字符串转字节数组*/private static byte[] hexToBytes(String hex) {int len = hex.length();byte[] data = new byte[len / 2];for (int i = 0; i < len; i += 2) {data[i / 2] = (byte) ((Character.digit(hex.charAt(i), 16) << 4)+ Character.digit(hex.charAt(i + 1), 16));}return data;}public static void main(String[] args) {// 设置密钥secretKey = generateMySQLKey("mySecretKey");// 测试数据String originalData = "Hello, World!";System.out.println("原始数据: " + originalData);// 加密String encryptedData = encrypt(originalData);System.out.println("加密后数据: " + encryptedData);// 解密String decryptedData = decrypt(encryptedData);System.out.println("解密后数据: " + decryptedData);// 验证if (originalData.equals(decryptedData)) {System.out.println("测试通过：原始数据与解密后数据一致。");} else {System.out.println("测试失败：原始数据与解密后数据不一致。");}}
}

三、关键注意事项：密钥管理

无论使用哪种方法，密钥的安全都是最重要的。

绝对不要将密钥硬编码在代码或 SQL 中！