Java 加密解密之对称加密算法DESede

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Java 加密解密之对称加密算法DES

Java 加密解密之对称加密算法DESede

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Java 加密解密之对称加密算法DESede

DESede即三重 DES加密算法，也被称为3DES或者Triple  DES。使用三(或两)个不同的密钥对数据块进行三次(或两次)DES加密(加密一次要比进行普通加密的三次要快)。三重DES的强度大约和112- bit的密钥强度相当。通过迭代次数的提高了安全性，但同时也造成了加密效率低的问题。正因DESede算法效率问题，AES算法诞生了。(详见：Java 加密解密之对称加密算法AES)

到目前为止，还没有人给出攻击三重DES的有效方法。对其密钥空间中密钥进行蛮干搜索，那么由于空间太大，这实际上是不可行的。若用差分攻击的方法，相对于单一DES来说复杂性以指数形式增长。

三重DES有四种模型

(a)DES-EEE3，使用三个不同密钥，顺序进行三次加密变换。
(b)DES-EDE3，使用三个不同密钥，依次进行加密-解密-加密变换。
(c)DES-EEE2，其中密钥K1=K3，顺序进行三次加密变换。
(d)DES-EDE2， 其中密钥K1=K3，依次进行加密-解密-加密变换。

JDK对DESede算法的支持

密钥长度：112位/168位
工作模式：ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式：Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/

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
DESede加密解密的java实现：
DESede.java

Java代码:

import java.security.Key;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;
/**
 * DESede Coder<br/>
 * secret key length:   112/168 bit, default:   168 bit<br/>
 * mode:    ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128<br/>
 * padding: Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/
 * @author Aub
 *
 */
public class DESedeCoder {
      
    /**
     * 密钥算法
    */
    private static final String KEY_ALGORITHM = "DESede";
      
//  private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DESede/ECB/PKCS5Padding";
    private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DESede/ECB/ISO10126Padding";
      
    /**
     * 初始化密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initSecretKey() throws Exception{
        //返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象
        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        //初始化此密钥生成器，使其具有确定的密钥大小
        kg.init(168);
        //生成一个密钥
        SecretKey  secretKey = kg.generateKey();
        return secretKey.getEncoded();
    }
      
    /**
     * 转换密钥
     *
     * @param key   二进制密钥
     * @return Key  密钥
     * @throws Exception
     */
    private static Key toKey(byte[] key) throws Exception{
        //实例化DES密钥规则
        DESedeKeySpec dks = new DESedeKeySpec(key);
        //实例化密钥工厂
        SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        //生成密钥
        SecretKey  secretKey = skf.generateSecret(dks);
        return secretKey;
    }
      
    /**
     * 加密
     *
     * @param data  待加密数据
     * @param key   密钥
     * @return byte[]   加密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
        return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
    }
      
    /**
     * 加密
     *
     * @param data  待加密数据
     * @param key   二进制密钥
     * @return byte[]   加密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
        return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
    }
      
      
    /**
     * 加密
     *
     * @param data  待加密数据
     * @param key   二进制密钥
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式
     * @return byte[]   加密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
        //还原密钥
        Key k = toKey(key);
        return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);
    }
      
    /**
     * 加密
     *
     * @param data  待加密数据
     * @param key   密钥
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式
     * @return byte[]   加密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
        //实例化
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
        //使用密钥初始化，设置为加密模式
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        //执行操作
        return cipher.doFinal(data);
    }
      
      
      
    /**
     * 解密
     *
     * @param data  待解密数据
     * @param key   二进制密钥
     * @return byte[]   解密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
        return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
    }
      
    /**
     * 解密
     *
     * @param data  待解密数据
     * @param key   密钥
     * @return byte[]   解密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
        return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
    }
      
    /**
     * 解密
     *
     * @param data  待解密数据
     * @param key   二进制密钥
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式
     * @return byte[]   解密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
        //还原密钥
        Key k = toKey(key);
        return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);
    }
    /**
     * 解密
     *
     * @param data  待解密数据
     * @param key   密钥
     * @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式
     * @return byte[]   解密数据
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
        //实例化
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
        //使用密钥初始化，设置为解密模式
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        //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[] key = initSecretKey();
//      byte[] key = "123456789012345678901".getBytes();
        System.out.println("key："+ showByteArray(key));
          
        Key k = toKey(key);
          
//      String data ="DESede数据";
        String data ="123456789";
        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(), k);
        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, k);
        System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));
        System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));
          
    }
      
}

注：参考《java加密解密的艺术》