Java加密技术(二)

    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代码 复制代码
  1. import java.security.Key;   
  2.   
  3. import javax.crypto.Cipher;   
  4. import javax.crypto.SecretKey;   
  5. import javax.crypto.SecretKeyFactory;   
  6. import javax.crypto.spec.DESKeySpec;   
  7.   
  8. /**  
  9.  * DES安全编码组件  
  10.  *   
  11.  * @author 梁栋  
  12.  * @version 1.0  
  13.  * @since 1.0  
  14.  */  
  15. public abstract class DESCoder extends Coder {   
  16.     public static final String ALGORITHM = "DES";   
  17.   
  18.     /**  
  19.      * 取得密钥  
  20.      *   
  21.      * @param key  
  22.      * @return  
  23.      * @throws Exception  
  24.      */  
  25.     public static byte[] getKey(byte[] key) throws Exception {   
  26.         return encryptSHA(encryptMD5(key));   
  27.     }   
  28.   
  29.     /**  
  30.      * 加密  
  31.      *   
  32.      * @param data  
  33.      * @param key  
  34.      * @return  
  35.      * @throws Exception  
  36.      */  
  37.     public static byte[] encode(byte[] data, byte[] key) throws Exception {   
  38.         DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);   
  39.         SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);   
  40.   
  41.         SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);   
  42.   
  43.         return encode(data, secretKey);   
  44.     }   
  45.   
  46.     /**  
  47.      * 加密  
  48.      *   
  49.      * @param data  
  50.      * @param key  
  51.      * @return  
  52.      * @throws Exception  
  53.      */  
  54.     public static byte[] encode(byte[] data, Key key) throws Exception {   
  55.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);   
  56.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);   
  57.   
  58.         return cipher.doFinal(data);   
  59.     }   
  60.   
  61.     /**  
  62.      * 解密  
  63.      *   
  64.      * @param str  
  65.      * @param key  
  66.      * @return  
  67.      * @throws Exception  
  68.      */  
  69.     public static byte[] decode(byte[] data, byte[] key) throws Exception {   
  70.         DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);   
  71.   
  72.         SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);   
  73.         SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);   
  74.   
  75.         return decode(data, secretKey);   
  76.     }   
  77.   
  78.     /**  
  79.      * 解密  
  80.      *   
  81.      * @param data  
  82.      * @param key  
  83.      * @return  
  84.      * @throws Exception  
  85.      */  
  86.     public static byte[] decode(byte[] data, Key key) throws Exception {   
  87.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);   
  88.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);   
  89.   
  90.         return cipher.doFinal(data);   
  91.     }   
  92. }  
import java.security.Key;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

/**
 * DES安全编码组件
 * 
 * @author 梁栋
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public abstract class DESCoder extends Coder {
	public static final String ALGORITHM = "DES";

	/**
	 * 取得密钥
	 * 
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] getKey(byte[] key) throws Exception {
		return encryptSHA(encryptMD5(key));
	}

	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encode(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
		DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);

		SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

		return encode(data, secretKey);
	}

	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encode(byte[] data, Key key) throws Exception {
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

		return cipher.doFinal(data);
	}

	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param str
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decode(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
		DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
		SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

		return decode(data, secretKey);
	}

	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param data
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decode(byte[] data, Key key) throws Exception {
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

		return cipher.doFinal(data);
	}
}


延续上一个类的实现,我们通过MD5以及SHA对字符串加密生成密钥,这是比较常见的密钥生成方式。
再给出一个测试类:

Java代码 复制代码
  1. import static org.junit.Assert.*;   
  2.   
  3. import org.junit.Test;   
  4.   
  5. /**  
  6.  *   
  7.  * @author 梁栋  
  8.  * @version 1.0  
  9.  * @since 1.0  
  10.  */  
  11. public class DESCoderTest {   
  12.   
  13.     @Test  
  14.     public void test() {   
  15.         try {   
  16.             String inputStr = "DES";   
  17.             String key = "中文";   
  18.             byte[] keyBytes = DESCoder.getKey(key.getBytes());   
  19.             System.err.println("原文:\t" + inputStr);   
  20.   
  21.             System.err.println("密钥:\t" + new String(keyBytes));   
  22.   
  23.             byte[] inputData = inputStr.getBytes();   
  24.             inputData = DESCoder.encode(inputData, keyBytes);   
  25.                
  26.             System.err.println("加密后:\t" + new String(inputData));   
  27.                
  28.             byte[] outputData = DESCoder.decode(inputData, keyBytes);   
  29.             String outputStr = new String(outputData);   
  30.                
  31.             System.err.println("解密后:\t" + outputStr);   
  32.                
  33.             assertEquals(inputStr, outputStr);   
  34.         } catch (Exception e) {   
  35.             e.printStackTrace();   
  36.         }   
  37.     }   
  38. }  
import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * @author 梁栋
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class DESCoderTest {

	@Test
	public void test() {
		try {
			String inputStr = "DES";
			String key = "中文";
			byte[] keyBytes = DESCoder.getKey(key.getBytes());
			System.err.println("原文:\t" + inputStr);

			System.err.println("密钥:\t" + new String(keyBytes));

			byte[] inputData = inputStr.getBytes();
			inputData = DESCoder.encode(inputData, keyBytes);
			
			System.err.println("加密后:\t" + new String(inputData));
			
			byte[] outputData = DESCoder.decode(inputData, keyBytes);
			String outputStr = new String(outputData);
			
			System.err.println("解密后:\t" + outputStr);
			
			assertEquals(inputStr, outputStr);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}


得到的输出内容如下:

Console代码 复制代码
  1. 原文: DES   
  2. 密钥: ����.+�g�M[��=��   
  3. �g   
  4. 加密后:    ���Yg)w�   
  5. 解密后:    DES  
原文:	DES
密钥:	����.+�g�M[��=��
�g
加密后:	���Yg)w�
解密后:	DES


    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换成对应的值就可以了,此外就是密钥长度不同了。

Java代码 复制代码
  1. /**  
  2.  * DES          key size must be equal to 56  
  3.  * DESede(TripleDES) key size must be equal to 112 or 168  
  4.  * AES          key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available  
  5.  * Blowfish     key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive)  
  6.  * RC2          key size must be between 40 and 1024 bits  
  7.  * RC4(ARCFOUR) key size must be between 40 and 1024 bits  
  8.  **/  
/**
 * 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
 **/


    后续我们会介绍非对称加密算法,如RSA、ECC。

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