AES加密的中文乱码与Java默认编码_aes解密乱码

0. 背景

win11环境下 + java8 + idea
开发的项目接口有加密需求,暂时使用AES完成,AES工具类代码如下

 public static String aesEncrypt(String content, String key) throws Exception {
        //指定加密算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        //指定加密模式为加密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //调用加密方法
        byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
        //用Base64编码
        return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
    }
    
 public static String aesDecrypt(String content, String key) throws Exception {
        //Base64解码
        byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
        //指定加密算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        //指定加密模式为解密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        return new String(cipher.doFinal(result));
    }
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本地开发/测试都能正常解密,在自己的Linux(centos)机器测试接口也没有出现中文乱码的问题.

之后公司暂时只有Windows服务器空闲,只提供了windows服务器用于部署接口程序进行UAT,
UAT的时候用户请求接口得到密文后解密后中文就乱码为 ???,确认不开加密明文传输中文不会乱码,问题出在AES加密上

1.原因与正确写法

Java改为下面的代码后中文就正常了

public String encrypt(String plainText, String key) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), AES);
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    byte[] result = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    return Base64.getEncoder().encodeToString(result);
}

public String decrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES);
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), AES);
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
    byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
    return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
}
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与之前代码相比,显式声明了getBytes()方法应该采用utf-8编码

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原因:
jdk8下,getBytes()方法来自String类,最终调用了StringCoding类的encode方法.方法的默认编码首先是取平台默认编码, Charset.defaultCharset()!

 String csn = Charset.defaultCharset().name();
        try {
            // use charset name encode() variant which provides caching.
            return encode(csn, ca, off, len);
        } catch (UnsupportedEncodingException x) {
            warnUnsupportedCharset(csn);
        }
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在windows服务器上使用 Charset.defaultCharset().name(); 发现编码集是 windows-1252!非utf-8,自然就有问题!!
所以代码中需要显示声明编码为utf-8!!!

Windows-1252 编码是一种单字节编码，它主要用于表示西欧语言中的字符，包括英语、法语、德语等。在 Windows-1252 编码中，并没有包含中文字符所需的字节范围，因此无法正确表示中文字符。

2.Java默认编码

上述问题解决后,我才意识了自己有一个误解:java的默认编码是utf-8
现在想想,这样的误解来自学习时老师强调创建新项目后,总要设置/检查是否为utf-8编码,用的时间长了,就默认java编码就是utf-8,真是不应该

查询发现,

• JDK18及之后,java默认编码根据jep400变成了UTF-8

• 在JDK18之前(例如jdk8)，默认字符集在很大程度上取决于操作系统:大部分Linux上是UTF-8;Windows机器上可能是Windows-1252（尤其是在西欧）或Windows-31j（日语）

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虽然这一次问题的大头是 没注意Windows服务器的原因,不过代码中没有强调utf-8也的确是一个漏洞,以后在做字节序列和字符序列(byte/char/String) 需要特别注意编码问题!

3.参考阅读

• JDK 18 and the UTF-8 as default charset
  
• 为什么使用 Java Cipher 要指定转换模式？

附上python请求api代码的加解密工具类方法

import base64
import json

import requests
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Util.Padding import pad, unpad

def encrypt_aes(plain_text, key):
    cipher = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_ECB)
    padded_text = pad(plain_text.encode('utf-8'), AES.block_size)
    encrypted_bytes = cipher.encrypt(padded_text)
    return base64.b64encode(encrypted_bytes).decode('utf-8')


def decrypt_aes(encrypted_text, key):
    cipher = AES.new(key.encode('utf-8'), AES.MODE_ECB)
    encrypted_bytes = base64.b64decode(encrypted_text)
    decrypted_bytes = cipher.decrypt(encrypted_bytes)
    unpadded_text = unpad(decrypted_bytes, AES.block_size)
    return unpadded_text.decode('utf-8')

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