Java 加密解密之对称加密算法DES

JAVA   加密解密系列

Java 加密解密基础

Java byte数组与十六进制字符串互转

Java BASE64加密解密

Java 加密解密之消息摘要算法（MD5 SHA MAC）

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

Java 加密解密之对称加密算法AES

Java 加密解密之对称加密算法PBE

Java 加密解密之对称加密算法DES

数据加密算法 （Data Encryption  Algorithm，DEA）是一种对称加密算法，很可能是使用最广泛的密钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的DEA是嵌入硬件中的。通 常，自动取款机（Automated Teller  Machine，ATM）都使用DEA。它出自IBM的研究工作，IBM也曾对它拥有几年的专利权，但是在1983年已到期后，处于公有范围中，允许在特 定条件下可以免除专利使用费而使用。1977年被美国政府正式采纳。

1998年后实用化DES破译机的出现彻底宣告DES算法已不具备安全性，1999年NIST颁布新标准，规定DES算法只能用于遗留加密系统，但不限制使用DESede算法。当今DES算法正是推出历史舞台，AES算法称为他的替代者。(详见：Java 加密解密之对称加密算法AES)

加密原理

DES 使用一个  56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel  的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但 最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算。

JDK对DES算法的支持

密钥长度：56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

DES加密解密的java实现：
DESCoder.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.DESKeySpec;
/**
 * DES Coder<br/>
 * secret key length:   56 bit, default:    56 bit<br/>
 * mode:    ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128<br/>
 * padding: Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/
 * @author Aub
 *
 */
publicclass DESCoder {
/**
     * 密钥算法
    */
privatestaticfinal String KEY_ALGORITHM = "DES";
privatestaticfinal String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/PKCS5Padding";
//  private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/ISO10126Padding";
/**
     * 初始化密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
publicstaticbyte[] 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(56);
//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
     */
privatestatic Key toKey(byte[] key) throws Exception{
//实例化DES密钥规则
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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
     */
publicstaticbyte[] 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);
    }
privatestatic String  showByteArray(byte[] data){
if(null == data){
returnnull;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder("{");
for(byte b:data){
            sb.append(b).append(",");
        }
        sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
        sb.append("}");
return sb.toString();
    }
publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {
byte[] key = initSecretKey();
//      byte[] key = "12345678".getBytes();
        System.out.println("key："+ showByteArray(key));
        Key k = toKey(key);
        String data ="DES数据";
        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》