Java加密技术篇（二）对称加密算法（DES&AES）

来源：互联网发布：飞鸽传书软件下载编辑：程序博客网时间：2024/06/07 01:13

接下来我们介绍对称加密算法，最常用的莫过于DES数据加密算法。
DES
DES-Data Encryption Standard,即数据加密算法。是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。
　　DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位。

通过java代码实现如下：

[java] view plaincopyprint?
import java.security.InvalidKeyException;  
import java.security.Key;  
import java.security.NoSuchAlgorithmException;  
import java.security.SecureRandom;  
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;  
import java.util.Arrays;  
  
import javax.crypto.Cipher;  
import javax.crypto.KeyGenerator;  
import javax.crypto.SecretKey;  
import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;  
  
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;  
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;  
  
/**对称加密算法DES&AES 
 * @description: TODO  
 * @author Somnus 
 * date 2015年4月8日 下午2:10:44   
 */  
public class DESUtil {  
    /**  
     * ALGORITHM 算法 <br>  
     * 可替换为以下任意一种算法，同时key值的size相应改变。  
     *   
     * <pre>  
     * DES                  key size must be equal to 56  
     * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168  
     * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available  
     * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive)  
     * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits  
     * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits  
     * </pre>  
     *   
     * 在Key keyGenerator(byte[] key)方法中使用下述代码  
     * <code>SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);</code> 替换  
     * <code>  
     * DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key);  
     * SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  
     * SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKey);  
     * </code>  
     */  
    public static final String ALGORITHM = "DES";  
    //算法名称/加密模式/填充方式   
    //DES共有四种工作模式-->>ECB：电子密码本模式、CBC：加密分组链接模式、CFB：加密反馈模式、OFB：输出反馈模式  
    public static final String CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/NoPadding";  
  
    /** 
     *    
     * 生成密钥key对象 
     * @param KeyStr 密钥字符串  
     * @return 密钥对象  
     * @throws InvalidKeyException    
     * @throws NoSuchAlgorithmException    
     * @throws InvalidKeySpecException    
     * @throws Exception  
     */  
    private static SecretKey keyGenerator(byte[] key) throws Exception {  
        DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key);  
        //创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成  
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  
        SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);  
          
        /*当使用其他对称加密算法时，如AES、Blowfish等算法时，用下述代码替换上述三行代码 */  
        /*SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyStr.getBytes(),KEY_ALGORITHM);*/    
        return securekey;  
    }  
  
    /**  
     * 加密数据 
     * @param data 待加密数据 
     * @param key 密钥 
     * @return 加密后的数据  
     */  
    public static String encrypt(String data, String keyStr) throws Exception {  
        Key deskey = keyGenerator(Base64.decodeBase64(keyStr));  
        // 实例化Cipher对象，它用于完成实际的加密操作  
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
        // 初始化Cipher对象，设置为加密模式  
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);  
        byte[] buff = cipher.doFinal(data.getBytes());  
        System.out.println(Arrays.toString(buff));  
        // 执行加密操作。加密后的结果通常都会用Base64编码进行传输   
        return Hex.encodeHexString(buff);  
    }  
  
    /**  
     * 解密数据  
     * @param data 待解密数据  
     * @param key 密钥  
     * @return 解密后的数据  
     */  
    public static String decrypt(String data, String keyStr) throws Exception {  
        Key deskey = keyGenerator(Base64.decodeBase64(keyStr));  
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
        //初始化Cipher对象，设置为解密模式  
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);  
        // 执行解密操作  
        byte[] buff = cipher.doFinal(Hex.decodeHex(data.toCharArray()));  
        System.out.println(Arrays.toString(buff));  
        return new String(buff);  
    }  
    /**  
     * 生成密钥  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */    
    public static String initKey() throws Exception {    
        return initKey(null);    
    }    
    /**  
    * 生成密钥  
    * @param seed  
    * @return  
    * @throws Exception  
    */    
   public static String initKey(String seed) throws Exception {    
       SecureRandom secureRandom = null;    
       if (seed != null) {    
           secureRandom = new SecureRandom(Base64.decodeBase64(seed));    
       } else {    
           secureRandom = new SecureRandom();    
       }    
       KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);    
       kg.init(secureRandom);    
       SecretKey secretKey = kg.generateKey();    
       return Base64.encodeBase64String(secretKey.getEncoded());   
   }  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        String key = initKey();  
        System.out.println(key+"size:"+Base64.decodeBase64(key).length);  
          
        String source = "Somnus";  
        System.out.println("原文: " + source);  
          
        String encryptData = encrypt(source, key);  
        System.out.println("加密后: " + encryptData);  
          
        String decryptData = decrypt(encryptData, key);  
        System.out.println("解密后: " + decryptData);  
    }  
}  

得到的输出内容如下：

[java] view plaincopyprint?
5uMCAYNX9OY=size:8  
原文: Somnus  
[40, 72, 46, 74, 49, 99, 10, 119]  
加密后: 28482e4a31630a77  
[83, 111, 109, 110, 117, 115]  
解密后: Somnus  

由控制台得到的输出，我们能够比对加密、解密后结果一致。这是一种简单的加密解密方式，只有一个密钥。
其实DES有很多同胞兄弟，如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)。这里就不过多阐述了，大同小异，只要换掉ALGORITHM换成对应的值，同时做一个代码替换SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);就可以了，此外就是密钥长度不同了。

Java代码  
/** 
 * DES          key size must be equal to 56 
 * DESede(TripleDES) key size must be equal to 112 or 168 
 * AES          key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 
 * Blowfish     key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 
 * RC2          key size must be between 40 and 1024 bits 
 * RC4(ARCFOUR) key size must be between 40 and 1024 bits 
 **/  

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