Java☞DES加解密算法简介及实现

  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。

　　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/

　　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。

　　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。

　　Java对DES算法的加密代码

package com.favccxx.codelib;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
public class EncryptCoder {
                     
    private final static String DES = "DES";
                     
    public static byte[] encrypt(byte[] src, byte[] key) throws Exception {
        // DES算法要求有一个可信任的随机数源
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        // 从原始密匙数据创建DESKeySpec对象
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
        // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成一个SecretKey对象
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES);
        SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);
        // Cipher对象实际完成加密操作
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES);
        // 用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, sr);
        // 正式执行加密操作
        return cipher.doFinal(src);
    }
                     
    /**
     *
     * @param password 密码
     * @param key 加密字符串
     * @return
     */
    public final static String encrypt(String password, String key) {
        try {
            return byte2String(encrypt(password.getBytes(), key.getBytes()));
        } catch (Exception e) {
        }
        return null;
    }
                     
    public static String byte2String(byte[] b) {
        String hs = "";
        String stmp = "";
        for (int n = 0; n < b.length; n++) {
            stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
            if (stmp.length() == 1)
                hs = hs + "0" + stmp;
            else
                hs = hs + stmp;
        }
        return hs.toUpperCase();
    }
                     
    public static void main(String[] args){
        String encryptString = encrypt("is张三丰","test中英文杂七烂八混搭@123654{");
        System.out.println(encryptString);
    }
                     
    //输出：B00542E93695F4CFCE34FC4393C2F4BF
                     
}

　　Java对DES解密算法的实现

package com.favccxx.codelib;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
public class DescryptCoder {
        
    private final static String DES = "DES";
        
    /**
     *
     * @param src 数据源
     * @param key 密钥，长度必须是8的倍数
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] src, byte[] key) throws Exception {
        // DES算法要求有一个可信任的随机数源
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        // 从原始密匙数据创建一个DESKeySpec对象
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
        // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec对象转换成一个SecretKey对象
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES);
        SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);
        // Cipher对象实际完成解密操作
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES);
        // 用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, sr);
            
        // 正式执行解密操作
        return cipher.doFinal(src);
    }
        
    public final static String decrypt(String data, String key) {
        try {
            return new String(decrypt(String2byte(data.getBytes()), key.getBytes()));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
        
    public static byte[] String2byte(byte[] b) {
        if ((b.length % 2) != 0)
            throw new IllegalArgumentException("长度不是偶数");
        byte[] b2 = new byte[b.length / 2];
        for (int n = 0; n < b.length; n += 2) {
            String item = new String(b, n, 2);
            b2[n / 2] = (byte) Integer.parseInt(item, 16);
        }
        return b2;
    }
        
    public static void main(String[] args){
        String desencryptString = decrypt("B00542E93695F4CFCE34FC4393C2F4BF","test中英文杂七烂八混搭@123654");
        System.out.println(desencryptString);
    }
        
    //输出：is张三丰
}