Java实现文件的DES加密与解密算法

一、基础知识

      根据密钥类型不同将现代密码技术分为两类：对称加密算法（秘密钥匙加密）和非对称加密算法（公开密钥加密）。
      对称钥匙加密系统是加密和解密均采用同一把秘密钥匙，而且通信双方都必须获得这把钥匙，并保持钥匙的秘密。
      非对称密钥加密系统采用的加密钥匙（公钥）和解密钥匙（私钥）是不同的。

1.1    对称加密算法

      对称加密算法用来对敏感数据等信息进行加密，常用的算法包括：
      DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。
      3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高。
      AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高；

1.2    对称算法

      常见的非对称加密算法如下：
      RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的；
      DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准）；
      ECC（Elliptic Curves Cryptography）：椭圆曲线密码编码学。

1.3    加密算法的选择

      前面简单介绍了各种对称和非对称加密算法，那我们在实际使用的过程中究竟该使用哪一种比较好呢？
      我们应该根据自己的使用特点来确定，由于非对称加密算法的运行速度比对称加密算法的速度慢很多，当我们需要加密大量的数据时，建议采用对称加密算法，提高加解密速度。
      对称加密算法不能实现签名，因此签名只能非对称算法。
      由于对称加密算法的密钥管理是一个复杂的过程，密钥的管理直接决定着他的安全性，因此当数据量很小时，我们可以考虑采用非对称加密算法。
      在实际的操作过程中，我们通常采用的方式是：采用非对称加密算法管理对称算法的密钥，然后用对称加密算法加密数据，这样我们就集成了两类加密算法的优点，既实现了加密速度快的优点，又实现了安全方便管理密钥的优点。
      如果在选定了加密算法后，那采用多少位的密钥呢？一般来说，密钥越长，运行的速度就越慢，应该根据的我们实际需要的安全级别来选择，一般来说，RSA建议采用1024位的数字，ECC建议采用160位，AES采用128为即可。

更多见：数据加密标准   

二、代码实现

saveDesKey生成密钥，存放在DesKey.xml中
encrypt和decrypt根据DesKey.xml中的密钥，来加密和解密文件

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.KeyGenerator;

public class DesUtil {
	private static String keyfileName = "DesKey.xml";
	/**
	 * 
 DES解密文件
	 * @param file 需要解密的文件
	 * @param dest 解密后的文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void decrypt(String file, String dest) throws Exception {
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getKey());
		InputStream is = new FileInputStream(file);
		OutputStream out = new FileOutputStream(dest);
		CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(out, cipher);
		byte[] buffer = new byte[1024];
		int r;
		while ((r = is.read(buffer)) >= 0) {
			cos.write(buffer, 0, r);
		}
		cos.close();
		out.close();
		is.close();
	}
	/**
	 * 
DES加密文件
	 * @param file 源文件
	 * @param destFile 加密后的文件
	 * @throws Exception
	 */
	public static void encrypt(String file, String destFile) throws Exception {
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getKey());
			InputStream is = new FileInputStream(file);
			OutputStream out = new FileOutputStream(destFile);
			CipherInputStream cis = new CipherInputStream(is, cipher);
			byte[] buffer = new byte[1024];
			int r;
			while ((r = cis.read(buffer)) > 0) {
				out.write(buffer, 0, r);
			}
			cis.close();
			is.close();
			out.close();
		}
	private static Key getKey() {
		Key kp = null;
		try {
			String fileName = keyfileName;
			InputStream is = new FileInputStream(fileName);
			ObjectInputStream oos = new ObjectInputStream(is);
			kp = (Key) oos.readObject();
			oos.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return kp;
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		DesUtil.saveDesKey();
		DesUtil.encrypt("desinput.txt", "desoutput.txt");
		DesUtil.decrypt("desoutput.txt","desinput2.txt");
		//desinput.txt 经过加密和解密后生成的 desinput2.txt 应该与源文件一样
	}
	/**
	 * 
 生成KEY，并保存
	 */
	public static void saveDesKey(){		
		try {
			SecureRandom sr = new SecureRandom();
			//为我们选择的DES算法生成一个KeyGenerator对象
			KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance ("DES" );
			kg.init (sr);
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream(keyfileName);
		    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
			//生成密钥
			Key key = kg.generateKey();
		    oos.writeObject(key);
		    oos.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}