flutter_appfx/lib/mathUtils/aesUtils.dart

import 'dart:convert';
import 'dart:typed_data';
import 'package:encrypt/encrypt.dart' as encrypt;
import 'package:pointycastle/export.dart';
import '../utils/hexUtils.dart';
import 'cryptData.dart';



// AES CBC 加密结果，存储 IV 和 加密数据
class CryptCBCData {
  final CryptData iv;
  final CryptData encrypted;
  CryptData? salt;

  CryptCBCData({
    required this.iv,
    required this.encrypted,
    this.salt,
  });

  CryptCBCData.fromBase64({
    required String base64iv,
    required String base64encrypted,
    String? base64salt,
  }) : iv = CryptData.fromBase64(base64iv),
        encrypted = CryptData.fromBase64(base64encrypted),
        salt = base64salt != null ? CryptData.fromBase64(base64salt) : null;

}




/// ------------------- AES 编解码工具类 -------------------
///

class AESUtils {


  /// ---------- CBC 模式 ----------

  /// 默认密钥长度（字节）
  static const int _defaultKeyLength = 32; // AES-256

  /// 默认 IV 长度（字节）
  static const int _ivLength = 16;

  /// 生成随机密钥
  /// [keyLength] 密钥长度：16(AES-128), 24(AES-192), 32(AES-256)
  static CryptData generateKey({int keyLength = _defaultKeyLength}) {
    if (![16, 24, 32].contains(keyLength)) {
      throw ArgumentError('密钥长度必须是 16、24 或 32 字节');
    }

    final secureRandom = SecureRandom('Fortuna');
    secureRandom.seed(KeyParameter(Uint8List.fromList(
        List.generate(32, (_) => DateTime.now().microsecond))));

    return CryptData(secureRandom.nextBytes(keyLength));
  }

  /// 生成随机 IV
  static CryptData generateIV() {
    final secureRandom = SecureRandom('Fortuna');
    secureRandom.seed(KeyParameter(Uint8List.fromList(
        List.generate(32, (_) => DateTime.now().microsecond))));

    return CryptData(secureRandom.nextBytes(_ivLength));
  }

  /// AES 加密
  /// [plainText] 明文
  /// [key] 密钥（16/24/32 字节）
  /// [iv] 初始化向量（16 字节），如果为空则自动生成
  /// 返回包含 IV 和密文的 Map，格式为 {'iv': iv_hex, 'encrypted': encrypted_base64}
  static CryptCBCData encryptCBC(String plainText, CryptData key, {CryptData? iv}) {
    try {
      // 验证密钥长度
      if (![16, 24, 32].contains(key.bytes.length)) {
        throw ArgumentError('密钥长度必须是 16、24 或 32 字节');
      }

      // 如果未提供 IV，则生成新的 IV
      final usedIv = iv ?? generateIV();

      // 验证 IV 长度
      if (usedIv.bytes.length != _ivLength) {
        throw ArgumentError('IV 长度必须是 16 字节');
      }

      // 创建加密器
      final encrypter = encrypt.Encrypter(
        encrypt.AES(
          encrypt.Key(key.bytes),
          mode: encrypt.AESMode.cbc,
          padding: 'PKCS7',
        ),
      );

      // 执行加密
      final encrypted = encrypter.encrypt(plainText, iv: encrypt.IV(usedIv.bytes));

      // 返回 IV 和密文（IV用十六进制，密文用base64）
      return CryptCBCData(
        iv: CryptData(usedIv.bytes),
        encrypted: CryptData(encrypted.bytes),
      );

    } catch (e) {
      throw Exception('AES encrypt failed: $e');
    }
  }

  /// AES 解密
  /// [encryptedText] 密文（base64 格式）
  /// [key] 密钥（16/24/32 字节）
  /// [iv] 初始化向量（16 字节）
  /// 返回解密后的明文字符串
  // static String decryptCBC(String encryptedText, Uint8List key, Uint8List iv) {
  static String decryptCBC(CryptCBCData encrypted, CryptData key) {
    try {
      // 验证密钥长度
      if (![16, 24, 32].contains(key.bytes.length)) {
        throw ArgumentError('key must be 16 or 24 or 32 bytes');
      }

      // 验证 IV 长度
      if (encrypted.iv.bytes.length != _ivLength) {
        throw ArgumentError('IV must be 16 bytes');
      }

      // 创建解密器
      final encrypter = encrypt.Encrypter(
        encrypt.AES(
          encrypt.Key(key.bytes),
          mode: encrypt.AESMode.cbc,
          padding: 'PKCS7',
        ),
      );

      // 执行解密
      final decrypted = encrypter.decrypt64(
        encrypted.encrypted.base64,
        iv: encrypt.IV(encrypted.iv.bytes),
      );

      return decrypted;
    } catch (e) {
      throw Exception('AES decrypt failed: $e');
    }
  }


  /// 简化的加密方法 - 自动处理密钥派生
  /// [plainText] 明文
  /// [password] 密码字符串，将用于派生密钥
  /// [salt] 盐值（可选，十六进制格式）
  /// 返回包含 IV、盐和密文的 CryptCBCData
  static CryptCBCData encryptCBCWithPassword(
    String plainText,
    String password,
    {String? salt}
  ) {
    try {
      // 如果没有提供盐值，则生成随机盐值（十六进制格式）
      final usedSalt = salt ?? bytesToHex(generateIV().bytes, include0x: false);

      // 从密码派生密钥（使用 PBKDF2）
      final derivedKey = _deriveKeyFromPassword(password, usedSalt);

      // 执行加密
      final result = encryptCBC(plainText, derivedKey);

      // 将盐值添加到结果中
      result.salt = CryptData.fromHex(usedSalt);

      return result;
    } catch (e) {
      throw Exception('AES CBC encrypt with password failed: $e');
    }
  }

  /// 简化的解密方法 - 使用密码派生密钥
  /// [encrypted] 包含 IV、盐和密文的 CryptCBCData
  /// [password] 密码字符串
  /// 返回解密后的明文字符串
  static String decryptCBCWithPassword(
    CryptCBCData encrypted,
    String password,
  ) {
    try {
      // 验证盐值是否存在
      if (encrypted.salt == null) {
        throw ArgumentError('Salt is required for password-based decryption');
      }

      // 将盐值转换为十六进制字符串
      final saltHex = bytesToHex(encrypted.salt!.bytes, include0x: false);

      // 从密码派生密钥
      final derivedKey = _deriveKeyFromPassword(password, saltHex);

      // 执行解密
      return decryptCBC(encrypted, derivedKey);
    } catch (e) {
      throw Exception('AES CBC decrypt with password failed: $e');
    }
  }

  /// 从密码派生密钥（使用 PBKDF2）
  static CryptData _deriveKeyFromPassword(String password, String salt, {int keyLength = 32}) {
    final pbkdf2 = PBKDF2KeyDerivator(HMac(SHA256Digest(), 64));
    final params = Pbkdf2Parameters(
      hexToBytes(salt),
      100000, // 迭代次数
      keyLength,
    );

    pbkdf2.init(params);

    final key = Uint8List(keyLength);
    pbkdf2.deriveKey(Uint8List.fromList(utf8.encode(password)), 0, key, 0);

    return CryptData(key);
  }

  /// 验证密钥格式是否正确
  static bool isValidKey(Uint8List key) {
    return [16, 24, 32].contains(key.length);
  }

  /// 验证 IV 格式是否正确
  static bool isValidIV(Uint8List iv) {
    return iv.length == _ivLength;
  }




  /// ---------- ECB 模式 ----------
  /// * ECB 模式不安全，现在服务器使用，提供该方法，但不建议广泛使用
  /// *


  /// ECB 模式加密 - 使用 CryptData 密钥
  /// [plainText] 明文
  /// [key] 密钥（CryptData，16/24/32 字节）
  /// 返回 CryptData 格式的密文
  static CryptData encryptECB(String plainText, CryptData key) {
    try {
      // 验证密钥长度
      if (![16, 24, 32].contains(key.bytes.length)) {
        throw ArgumentError('key must be 16 or 24 or 32 bytes');
      }

      // 创建加密器（ECB 模式不需要 IV）
      final encrypter = encrypt.Encrypter(
        encrypt.AES(
          encrypt.Key(key.bytes),
          mode: encrypt.AESMode.ecb,
          padding: 'PKCS7',
        ),
      );

      // 执行加密并返回 CryptData 格式的密文
      final encrypted = encrypter.encrypt(plainText);
      return CryptData(encrypted.bytes);
    } catch (e) {
      throw Exception('AES ECB encrypt failed: $e');
    }
  }

  /// ECB 模式解密 - 使用 CryptData 密钥
  /// [encrypted] CryptData 格式的密文
  /// [key] 密钥（CryptData，16/24/32 字节）
  /// 返回解密后的明文字符串
  static String decryptECB(CryptData encrypted, CryptData key) {
    try {
      // 验证密钥长度
      if (![16, 24, 32].contains(key.bytes.length)) {
        throw ArgumentError('密钥长度必须是 16、24 或 32 字节（当前 ${key.bytes.length} 字节）');
      }

      // 创建解密器（ECB 模式不需要 IV）
      final encrypter = encrypt.Encrypter(
        encrypt.AES(
          encrypt.Key(key.bytes),
          mode: encrypt.AESMode.ecb,
          padding: 'PKCS7',
        ),
      );

      // 执行解密
      final decrypted = encrypter.decryptBytes(encrypt.Encrypted(encrypted.bytes));
      return utf8.decode(decrypted);
    } catch (e) {
      throw Exception('AES ECB 解密失败: $e');
    }
  }

}



// 废弃
// CryptCBCData encryptAesCbc(String plainText, CryptData password) {
//   final iv = encrypt.IV.fromLength(16); // AES-CBC 必需的16字节IV
//   final key = encrypt.Key(password.byte);
//   final encrypter = encrypt.Encrypter(encrypt.AES(key, mode: encrypt.AESMode.cbc));
//
//   final encrypted = encrypter.encrypt(plainText, iv: iv);
//
//   return CryptCBCData(iv: CryptData(iv.bytes), encrypted: CryptData(encrypted.bytes));
// }
//
//
// String decryptAesCbc(CryptCBCData encrypted, CryptData password) {
//   final iv = encrypt.IV(encrypted.iv.byte);
//   final key = encrypt.Key(password.byte);
//   final encrypter = encrypt.Encrypter(encrypt.AES(key, mode: encrypt.AESMode.cbc));
//
//   final decrypted = encrypter.decrypt(encrypt.Encrypted(encrypted.encrypted.byte), iv: iv);
//
//   return decrypted;
// }