[问题与总结] 数据结构与算法之加密解密

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1.BASE64Encoder / BASE64Decoder 报错java:sun.misc程序包不存在

2.java.security.InvalidKeyException: Illegal key size

3.Python 与 Java 算法对照

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1.BASE64Encoder / BASE64Decoder 报错java:sun.misc程序包不存在

JDK1.8 包括小于1.8的版本可以使用，但JDK1.8可能IDE还是会提示Access restriction.

Access restriction: The constructor 'BASE64Encoder()' is not API (restriction on required library 'D:\Environment\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\rt.jar')
Access restriction: The constructor 'BASE64Decoder()' is not API (restriction on required library 'D:\Environment\Java\jdk1.8.0_131\jre\lib\rt.jar')

其实从JDK1.8开始,SUN公司就已经建议不再使用 sun.misc.BASE64Encoder与sun.misc.BASE64Decoder了，推荐使用 java.util.Base64 工具类来将其替换．

//原代码
new sun.misc.BASE64Encoder().encode(encrypted);
//替换为
java.util.Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted);

//原代码
byte[] encrypted1 = new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(text);
//替换为
byte[] encrypted1 = java.util.Base64.getDecoder().decode(text);

此外，还可以通过引入Apache提供的commons-codec.jar解决.

//原代码
new sun.misc.BASE64Encoder().encode(encrypted);
//替换为
org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64String(encrypted);

//原代码
byte[] encrypted1 = new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(text);
//替换为
byte[] encrypted1 = org.apache.commons.codec.binary.Base64.decodeBase64(text);

2.java.security.InvalidKeyException: Illegal key size

之前在公司开发的时候,一直可以正常的加密解密，但在自己更新了JDK后，发现加密时始终抛出InvalidKeyException.

java.lang.Exception: Operator password encrypt error.
	at com.xxx.framework.codec.PwdEncryptor.encryptoptpwd(PwdEncryptor.java:16)
Caused by: java.security.InvalidKeyException: Illegal key size
	at javax.crypto.Cipher.checkCryptoPerm(Cipher.java:1039)
	at javax.crypto.Cipher.implInit(Cipher.java:805)
	at javax.crypto.Cipher.chooseProvider(Cipher.java:864)
	at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1396)
	at javax.crypto.Cipher.init(Cipher.java:1327)
	at com.xxx.framework.codec.Encryptor.encrypt(Encryptor.java:25)
	at com.xxx.framework.codec.PwdEncryptor.encryptoptpwd(PwdEncryptor.java:11)

分析是JDK版本问题,但收集信息后发现问题并不是那么简单,故在此记录留痕.

在我们安装的JRE目录下有这样一个文件夹：%JAVE_HOME%\jre\lib\security（%JAVE_HOME%是自己电脑的Java路径，），其中包含有两个.jar文件：“local_policy.jar ”和“US_export_policy.jar”，也就是我们平时说的jar包，这两个jar包就是我们JCE中的核心类库了。JRE中自带的“local_policy.jar ”和“US_export_policy.jar”是支持128位密钥的加密算法，而当我们要使用256位密钥算法的时候，已经超出它的范围，无法支持，所以才会报：“java.security.InvalidKeyException: Illegal key size or default parameters”的异常。

解决问题分两种情况，首先进入%JAVE_HOME%/jre/lib/security/ 目录.

1.若目录里面存在的是 policy 文件夹:

说明此版本为JVM启用 无限制强度管辖策略 有了一种新的更简单的方法。请在当前文件夹中查找文件 java.security，使用文本编辑器打开java.security，并找到定义java安全性属性crypto.policy的行，它可以有两个值limited 或 unlimited - 默认值是limited。

默认情况下，您应该能找到一条注释掉的行：

#crypto.policy=unlimited
您可以通过取消注释该行来启用无限制，删除＃：

crypto.policy=unlimited
然后重新启动指向JVM的Java应用程序即可。

2.若目录里面没有policy 文件夹，存在的是local_policy.jar，US_export_policy.jar两个jar包:

去官方下载JCE无限制权限策略文件。

jdk 5: http://www.oracle.com/technetwork/java/javasebusiness/downloads/java-archive-downloads-java-plat-419418.html#jce_policy-1.5.0-oth-JPR

jdk6: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce-6-download-429243.html

JDK7的下载地址: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce-7-download-432124.html
JDK8的下载地址: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jce8-download-2133166.html 

下载后解压，可以看到local_policy.jar和US_export_policy.jar以及readme.txt
将两个jar文件放到%JAVE_HOME%\jre\lib\security目录下覆盖原来文件即可。

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以上内容原文链接：https://blog.csdn.net/zhuwangxiangbie/article/details/105124612

了解更多加密解密算法内容，可访问：https://blog.csdn.net/dafeige8/article/details/75637058

3.Python 与 Java 算法对照

以AES加密算法为例，其Java代码实现如下：

public class Encryptor {
    /**
     * 加密因子
     */
    private static final String cryptKey = "Zz2aAhN86By947mNh+QfQs4+iiYzvXdBpuIWcrHaIQQ=";

    /**
     * 向量（增强算法）
     */
    private static final String cryptIV = "5IjGHGqTqHuaff4prjyMGg==";
    
    public static String encryptPassword(String data) throws Exception{
        return base64Encode(aesEncryptToBytes(data, cryptKey)); 
    }
    
    private static String base64Encode(byte[] bytes) {
        return new sun.misc.BASE64Encoder().encode(bytes);
    }

    private static byte[] base64Decode(String base64Code) throws Exception {
        if (base64Code == null)
            return null;
        return new sun.misc.BASE64Decoder().decodeBuffer(base64Code);
    }

    private static byte[] aesEncryptToBytes(String content, String encryptKey) throws Exception {
        byte[] key = base64Decode(encryptKey);
        byte[] iv = base64Decode(cryptIV);
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
        IvParameterSpec _iv = new IvParameterSpec(iv);// 使用EBC模式，需要一个向量iv，可增加加密算法的强度
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");//算法/模式/补码方式
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, _iv);
        return cipher.doFinal(content.getBytes("utf-8"));
    }

    private static String aesDecryptByBytes(byte[] encryptBytes, String decryptKey)
        throws Exception {
        byte[] key = base64Decode(decryptKey);
        byte[] iv = base64Decode(cryptIV);
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
        IvParameterSpec _iv = new IvParameterSpec(iv);// 使用CBC模式，需要一个向量iv，可增加加密算法的强度
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, _iv);
        byte[] decryptBytes = cipher.doFinal(encryptBytes);
        return new String(decryptBytes);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            String pwd = encryptPassword("test1234");
            System.out.println(pwd);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

Python 标准库不支持加密算法，可以安装PyCrypto模块来实现常见的加密解密，具体代码实现如下：

由于 PyCrypto 已经超过三年无人维护，安装过程踩无数坑（我只安装成功一次，还修改了vc底层）．因此 Github 上的开发者 Varbin 在该项目的 Github issue 里呼吁开发们不要再使用 PyCrypto ，而应该将 PyCrypto 替换为 PyCryptoDome。对于使用 PyCrypto 的已有项目而言，PyCryptodome 保持了与 PyCrypto 相当高的兼容性并且处于良好的维护状态，可放心更换。对于要使用 Python 加密库的项目，建议开发者使用 PyCryptoDome．（详参链接：https://www.jianshu.com/p/fdc5a5854b04）

# coding=utf-8
# AES AES/CBC/PKCS5|Zero

import base64
from Crypto.Cipher import AES

# 加密因子
AES_SECRET_KEY = b"Zz2aAhN86By947mNh+QfQs4+iiYzvXdBpuIWcrHaIQQ=\n"
# 向量（增强算法）
IV = b"5IjGHGqTqHuaff4prjyMGg==\n"


def ByteToHex(bins):
    """
    Convert a byte string to it's hex string representation e.g. for output.
    """
    return ''.join(["%02X" % x for x in bins]).strip()


'''
采用AES对称加密算法
'''
# str不是16的倍数那就补足为16的倍数. ZeroPadding

'''
    在PKCS5Padding中，明确定义Block的大小是8位
    而在PKCS7Padding定义中，对于块的大小是不确定的，可以在1-255之间
    PKCS #7 填充字符串由一个字节序列组成，每个字节填充该字节序列的长度。
    假定块长度为 8，数据长度为 9，
    数据： FF FF FF FF FF FF FF FF FF
    PKCS7 填充： FF FF FF FF FF FF FF FF FF 01 01 01 01 01 01 01   ?应该是填充01

    python3:填充bytes(这个说法不对,AES的参数是字符串,不是byte)
    length = 16 - (len(data) % 16)
    data += bytes([length])*length

    python2:填充字符串
    length = 16 - (len(data) % 16)
    data += chr(length)*length

    pad = lambda s: s + (BS - len(s) % BS) * chr(BS - len(s) % BS)
    unpad = lambda s : s[0:-ord(s[-1])]
'''
def ZeroPadding(value, bs):
    while len(value) % bs != 0:
        value += '\0'
    return str.encode(value)  # 返回bytes


# 对于python,不需要zerounpadding?  去掉尾部的\0
def PKCS7Padding(value, bs):
    pad = lambda s: s + (bs - len(s) % bs) * chr(bs - len(s) % bs)  # PKS7
    return str.encode(pad(value))  # 返回bytes


def PKCS7UnPadding(value):
    # value = value[:-value[-1]]
    unpad = lambda s: s[0:-ord(s[-1])]  # 获得数据的长度,截取
    return unpad(value)


# 加密方法
def encrypt_oracle(text=str):
    key = base64.decodebytes(AES_SECRET_KEY)
    iv = base64.decodebytes(IV)
    # 初始化加密器
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    bs = AES.block_size
    pad2 = lambda s: s + (bs - len(s) % bs) * chr(bs - len(s) % bs)  # PKS7

    # 先进行aes加密
    # encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text))
    # Zeropadding
    # encrypt_aes = aes.encrypt(add_to_16(text))
    # Pkcs7 padding
    encrypt_aes = aes.encrypt(str.encode(pad2(text)))
    # 转为hex
    print(ByteToHex(encrypt_aes))  # 转为字符串 71462668992DB7B3FE76ABFE22376CF6
    # 用base64转成字符串形式
    encrypted_text = str(base64.encodebytes(encrypt_aes), encoding='utf-8')  # 执行加密并转码返回bytes
    # zeropadding:   UR5c4C1iW5mIdxrv5rxo4w==     Pkcs7/Pkcs7: jE7BUAKWpdJWb2ulcFWd/g==
    # 和js的 结果相同 http://tool.chacuo.net/cryptaes
    return encrypted_text


# 解密方法
def decrypt_oralce(text=str):
    key = base64.decodebytes(AES_SECRET_KEY)
    iv = base64.decodebytes(IV)
    # 初始化加密器
    aes = AES.new(key, AES.MODE_CBC, iv)
    # 优先逆向解密base64成bytes
    base64_decrypted = base64.decodebytes(text.encode(encoding='utf-8'))
    #
    decrypted_text = str(aes.decrypt(base64_decrypted), encoding='utf-8')  # 执行解密密并转码返回str
    unpad = lambda s: s[0:-ord(s[-1])]
    # PADDING = '\0'
    # print decrypted_text.rstrip(PADDING)  #zeropadding只见诶去掉结尾\0
    return unpad(decrypted_text)


if __name__ == '__main__':
    en = encrypt_oracle('2323@#dFCSD.?')
    decrypt_oralce(en)