Java 加密解密之对称加密算法PBE

Java 加密解密之对称加密算法PBE

PBE是一种基于口令的加密算法，使用口令代替其他对称加密算法中的密钥，其特点在于口令由用户自己掌管，不借助任何物理媒体；采用随机数（这里我们叫做盐）杂凑多重加密等方法保证数据的安全性。

PBE算法是对称加密算法的综合算法，常见算法PBEWithMD5AndDES,使用MD5和DES算法构建了PBE算法。将盐附加在口令上，通过消息摘要算法经过迭代获得构建密钥的基本材料，构建密钥后使用对称加密算法进行加密解密。

JDK对PBE算法的支持

算法/密钥长度/默认密钥长度：

1.PBEWithMD5AndDES/56/56
2.PBEWithMD5AndTripleDES/112,168/168
3.PBEWithSHA1AndDESede/112,168/168
4.PBEWithSHA1AndRC2_40/40 to 1024/128

工作模式：CBC
填充方式：PKCS5Padding

工作模式和填充方式请参考：      JAVA加密解密基础

十六进制工具类Hex.java，见：java byte数组与十六进制字符串互转

PBE加密解密的java实现：
PBECoder.java

jave代码：

import java.security.Key;   
import java.security.SecureRandom;   
   
import javax.crypto.Cipher;   
import javax.crypto.SecretKeyFactory;   
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;   
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;   
   
/**  
 * PBE Coder<br/>  
 * Algorithm/secret key length/default secret key length/<br/>  
 * 1.PBEWithMD5AndDES/56/56  
 * 2.PBEWithMD5AndTripleDES/112,168/168  
 * 3.PBEWithSHA1AndDESede/112,168/168  
 * 4.PBEWithSHA1AndRC2_40/40 to 1024/128  
 * mode:    CBC <br/>  
 * padding: PKCS5Padding  
 * @author Aub  
 *   
 */   
public class PBECoder {   
   
    public static final String ALGORITHM = "PBEWITHMD5andDES";   
       
    public static final int ITERATION_COUNT = 100;   
       
    /**  
     * 初始盐<br/>  
     * 盐的长度必须为8位  
     * @return byte[] 盐   
     * @throws Exception  
     */   
    public static byte[] initSalt() throws Exception{   
        //实例化安全随机数   
        SecureRandom random = new SecureRandom();   
        //产出盐   
        return random.generateSeed(8);   
    }   
       
    /**  
     * 转换密钥  
     *   
     * @param password  密码  
     * @return Key 密钥  
     */   
    private static Key toKey(String password) throws Exception{   
        //密钥材料   
        PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());   
        //实例化   
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);   
        //生成密钥   
        return keyFactory.generateSecret(keySpec);   
    }   
       
    /**  
     * 加密  
     *   
     * @param data  待加密数据  
     * @param key   密钥  
     * @param salt  盐  
     * @return byte[]   加密数据  
     * @throws Exception  
     */   
    public static byte[] encrypt(byte[] data,String password,byte[] salt) throws Exception{   
        //转换密钥   
        Key key = toKey(password);   
        //实例化PBE参数材料   
        PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATION_COUNT);   
        //实例化   
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);   
        //初始化   
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, paramSpec);   
        //执行操作   
        return cipher.doFinal(data);   
    }   
       
    /**  
     * 解密  
     *   
     * @param data  待机密数据  
     * @param key   密钥  
     * @param salt  盐  
     * @return byte[]   解密数据  
     * @throws Exception  
     */   
    public static byte[] decrypt(byte[] data,String password,byte[] salt)throws Exception{   
        //转换密钥   
        Key key = toKey(password);   
        //实例化PBE参数材料   
        PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATION_COUNT);   
        //实例化   
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);   
        //初始化   
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, paramSpec);   
        //执行操作   
        return cipher.doFinal(data);   
    }   
       
    private static String  showByteArray(byte[] data){   
        if(null == data){   
            return null;   
        }   
        StringBuilder sb = new StringBuilder("{");   
        for(byte b:data){   
            sb.append(b).append(",");   
        }   
        sb.deleteCharAt(sb.length()-1);   
        sb.append("}");   
        return sb.toString();   
    }   
       
    public static void main(String[] args) throws Exception {   
        byte[] salt = initSalt();   
        System.out.println("salt："+showByteArray(salt));   
        //这里的password需要时ASCII码，不然会报异常   
        String password = "1111";   
        System.out.println("口令："+password);   
           
        String data ="PBE数据";   
        System.out.println("加密前数据: string:"+data);   
        System.out.println("加密前数据: byte[]:"+showByteArray(data.getBytes()));   
        System.out.println();   
        byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), password,salt);   
        System.out.println("加密后数据: byte[]:"+showByteArray(encryptData));   
        System.out.println("加密后数据: hexStr:"+Hex.encodeHexStr(encryptData));   
        System.out.println();   
        byte[] decryptData = decrypt(encryptData, password,salt);   
        System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));   
        System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));   
           
    }   
}