加解密基础：AES、RSA 与计算复杂度

说实话，做 Android 开发这么多年，我最怕的就是听到「加解密」三个字。为什么？因为一旦用错，轻则性能崩盘，重则 ANR 挂掉。但你想想看，主线程加解密本身就是高风险操作——要是连算法特性都不摸清，那坑可就踩定了。

这一章，我带你把 AES 和 RSA 这两大主流算法剥开来看。不讲虚的，直接说人话：它们怎么加密、怎么解密、为什么慢、以及你该怎么选。

AES：对称加密的扛把子

AES（Advanced Encryption Standard），说白了就是一把钥匙开一把锁。加密和解密用同一个密钥，所以速度飞快。我做过压测，在手机上 1MB 数据走 AES-128 大概只要 0.5~2ms，几乎不影响主线程。

但问题来了：你怎么把密钥安全地传给对方？这是对称加密的死穴。

AES 的工作模式

实际项目中，AES 有很多种模式，最常见的是 ECB 和 CBC。我当年第一次用 AES 就吃了 ECB 的亏——同样明文加密后得到相同密文，等于白加密。后来我改用 CBC，加个随机 IV，才彻底放心。

模式	特点	是否推荐
ECB	简单、并行、但相同明文输出相同密文	不推荐
CBC	需要 IV，密文前后依赖，抗分析	推荐
GCM	自带认证，防止篡改	强烈推荐

RSA：非对称加密的皇冠

RSA 是公钥加密、私钥解密。你只管把公钥贴出去，别人用它加密数据，只有你手里的私钥能解开。但是你想想看，RSA 的数学原理——大素数乘积分解——天生就慢。

我测过在低端机上用 2048 位 RSA 加密 256 字节数据，耗时 20~50ms。如果数据量再大一点，主线程直接跪。

密钥长度与性能

密钥长度	加密耗时（256字节）	解密耗时	安全性
1024位	~8ms	~30ms	已不安全
2048位	~15ms	~80ms	当前推荐
4096位	~50ms	~300ms	过度安全

解密过程：那些让你 ANR 的坑

解密比加密开销更大，尤其是 RSA 解密（需要私钥做模幂运算）。我见过不少新手在主线程直接调 Cipher.doFinal()，结果就是 ANR。

咱们用代码说话。以下是一个错误示例：

// 错误做法：在主线程直接解密大文件
public String decryptOnMain(String encryptedBase64) {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
    byte[] result = cipher.doFinal(Base64.decode(encryptedBase64)); // 这里阻塞
    return new String(result);
}

为什么会导致 ANR？因为 doFinal() 内部会执行大整数模幂运算，在低端机上可能超过 5 秒。而 Android 主线程的 ANR 阈值是 5 秒。

正确的做法是把解密扔到子线程：

// 推荐做法：异步解密
ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
executor.execute(() -> {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] result = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        // 主线程回调更新UI
    } catch (Exception e) {
        // 处理异常
    }
});

计算复杂度归纳：一张表看懂

讲到最后，我习惯把所有关键点塞进一张表里。面试时、写代码前瞟一眼就行。

算法	加密复杂度	解密复杂度	密钥长度	典型场景
AES-128	O(n) 快	O(n) 快	128位	批量数据加密
AES-256	O(n) 稍慢	O(n) 稍慢	256位	敏感数据加密
RSA-2048	O(n³) 中	O(n³) 慢	2048位	密钥交换、数字签名
RSA-4096	O(n³) 慢	O(n³) 很慢	4096位	极高安全需求

你想想看：AES 是线性复杂度，数据量翻倍，耗时也几乎翻倍。RSA 则是三次方复杂度，密钥长度从 2048 升到 4096，耗时飙 8 倍。这就是为什么我绝不用 RSA 加密大块数据的原因。