安卓怎么对json加密解密

安卓中JSON数据的加密与解密全解析

在安卓开发中,JSON作为一种轻量级的数据交换格式，因其可读性强、解析方便而被广泛应用于客户端与服务器之间的数据传输，JSON数据本身是明文传输的，若涉及敏感信息（如用户密码、身份证号、支付数据等），直接传输存在安全风险，对JSON数据进行加密与解密是保障数据安全的重要环节，本文将详细介绍安卓中JSON加密解密的实现方法，包括常见加密算法的选择、具体代码示例及注意事项。

JSON加密解密的必要性

JSON数据明文传输时,可能面临以下安全威胁：

中间人攻击：攻击者在数据传输过程中窃听、篡改JSON内容；
数据泄露：若客户端本地存储的JSON文件（如缓存、配置文件）被恶意读取，敏感信息可能暴露；
身份伪造：攻击者通过篡改JSON数据伪造用户身份或操作指令。

通过对JSON数据进行加密,可以确保数据的机密性（只有合法接收者能解密）和完整性（数据未被篡改），从而提升应用安全性。

安卓中JSON加密解密的常见方案

根据安全需求不同,安卓中JSON加密解密可分为对称加密、非对称加密和混合加密三大类，下面分别介绍其实现方式。

（一）对称加密：使用AES加密JSON数据

对称加密是指加密与解密使用相同密钥的加密方式,具有加解密速度快、适合大数据量加密的优点，常见的对称加密算法包括AES（高级加密标准）、DES等，其中AES因安全性高、性能优，成为安卓开发中的首选。

AES加密原理

AES加密需要三个核心要素：密钥（Key）、初始化向量（IV）和加密模式。

密钥：用于加密和解密的秘钥，长度通常为128/192/256位（16/24/32字节）；
初始化向量（IV）：增加加密的随机性，避免相同明文生成相同密文，长度需与加密块大小一致（AES为16字节）；
加密模式：常见的有ECB（电子密码本，不推荐，因安全性较低）、CBC（密码分组链接，需IV）、GCM（伽罗瓦/计数器模式，支持加密认证，安全性更高）。

具体实现步骤

（1）添加依赖

在app/build.gradle中添加加密库依赖（如conscrypt，提供更安全的加密实现）：

implementation 'org.conscrypt:conscrypt-android:2.5.2'

（2）生成密钥和IV

AES密钥可通过KeyGenerator生成，IV可通过SecureRandom生成随机数：

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import java.security.SecureRandom;
public class AESUtils {
    // AES密钥长度（256位）
    private static final int KEY_SIZE = 256;
    // IV长度（AES块大小为128位，即16字节）
    private static final int IV_SIZE = 16;
    // 生成AES密钥
    public static SecretKey generateKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGenerator.init(KEY_SIZE);
        return keyGenerator.generateKey();
    }
    // 生成随机IV
    public static IvParameterSpec generateIv() {
        byte[] iv = new byte[IV_SIZE];
        new SecureRandom().nextBytes(iv);
        return new IvParameterSpec(iv);
    }
}

（3）加密JSON字符串

将JSON字符串转换为字节数组,使用AES加密：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class AESUtils {
    // 加密
    public static String encrypt(String jsonStr, SecretKey key, IvParameterSpec iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding"); // 加密模式：CBC，填充方式：PKCS5Padding
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getEncoded(), "AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(jsonStr.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.encodeToString(encryptedBytes, Base64.DEFAULT); // Base64编码，便于传输/存储
    }
}

（4）解密密文字符串

将Base64解码后的字节数组通过AES解密：

public class AESUtils {
    // 解密
    public static String decrypt(String encryptedStr, SecretKey key, IvParameterSpec iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getEncoded(), "AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
        byte[] decodedBytes = Base64.decode(encryptedStr, Base64.DEFAULT);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
}

（5）使用示例

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        try {
            // 1. 生成密钥和IV
            SecretKey key = AESUtils.generateKey();
            IvParameterSpec iv = AESUtils.generateIv();
            // 2. 准备JSON数据
            JSONObject json = new JSONObject();
            json.put("username", "zhangsan");
            json.put("password", "123456");
            String jsonStr = json.toString();
            // 3. 加密
            String encryptedStr = AESUtils.encrypt(jsonStr, key, iv);
            Log.d("加密结果", encryptedStr);
            // 4. 解密
            String decryptedStr = AESUtils.decrypt(encryptedStr, key, iv);
            Log.d("解密结果", decryptedStr);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意事项

密钥管理：对称加密的密钥需要安全存储（如安卓Keystore系统），避免硬编码在代码中；
IV的使用：IV无需保密，但必须是随机且唯一的，建议每次加密都生成新的IV；
填充方式：AES需填充数据至16字节的整数倍，PKCS5Padding是常用填充方式；
模式选择：优先选择GCM模式（如AES/GCM/NoPadding），支持加密认证，可防止数据篡改。

（二）非对称加密：使用RSA加密JSON数据

对称加密的密钥分发问题（如何安全地将密钥传给接收方）可通过非对称加密解决，非对称加密使用公钥加密、私钥解密（或私钥签名、公钥验证），常见算法有RSA、ECC等。

RSA加密原理

RSA算法有一对密钥：公钥（Public Key）（公开，用于加密）和私钥（Private Key）（保密，用于解密），由于公钥加密的内容只能被私钥解密，因此适合传输对称加密的密钥（即“密钥加密”场景）。

具体实现步骤

（1）生成RSA密钥对

通过KeyPairGenerator生成RSA公钥和私钥：

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
public class RSAUtils {
    // RSA密钥长度（2048位或更高）
    private static final int KEY_SIZE = 2048;
    // 生成RSA密钥对
    public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);
        return keyPairGenerator.generateKeyPair();
    }
}

（2）获取公钥和私钥

// 获取公钥（Base64编码，便于传输）
public static String getPublicKey(KeyPair keyPair) {
    return Base64.encodeToString(keyPair.getPublic().getEncoded(), Base64.DEFAULT);
}
// 获取私钥（Base64编码，建议存储在Keystore中）
public static String getPrivateKey(KeyPair keyPair) {
    return Base64.encodeToString(keyPair.getPrivate().getEncoded(), Base64.DEFAULT);
}

（3）使用公钥加密JSON数据

RSA加密有长度限制（2048位密钥最多加密245字节），因此需加密“对称加密的密钥”，而非直接加密JSON（JSON通常较长），以下示例演示用RSA加密AES密钥：

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.PublicKey;
public class RSAUtils {
    // 公钥加密（加密AES密钥）
    public static String encryptWithPublicKey(String data, String publicKeyStr) throws Exception {
        byte[] publicKeyBytes = Base64.decode(public

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