对称加密算法-DES以及DESede算法

一、简述

  对称加密算法就是能将数据加解密。加密的时候用密钥对数据进行加密，解密的时候使用同样的密钥对数据进行解密。

  DES是美国国家标准研究所提出的算法。因为加解密的数据安全性和密钥长度成正比。des的56位的密钥已经形成安全隐患，在1998年之后就很少被采用。但是一些老旧的系统还在使用。因为这个des算法并没有被美国标准委员会公布全部算法，大家一致怀疑被留了后门。所以慢慢就被淘汰掉了。

  后来针对des算法进行了改进，有了三重des算法（DESede）。针对des算法的密钥长度较短以及迭代次数偏少问题做了相应改进，提高了安全强度。不过desede算法处理速度较慢，密钥计算时间较长，加密效率不高问题使得对称加密算法的发展不容乐观。

二、交互模型

1、消息传递双方约定密钥，通常由消息发送方（甲方）构建密钥通知消息接收方（乙方）

2、甲方使用密钥对数据记性加密，然后将加密后的数据通过网络传送给乙方

3、乙方接收到数据，然后使用约定的密钥对数据进行解密

 

整个模型很像hmac的数据交互过程，都是一个密钥的概念，而且密钥都是双方知道的。但是hmac算法是信息摘要的获取。这边是对数据进行加解密

 

三、java6和bouncycastle针对des算法的数据加密支持还是不同的。体现在密钥长度，工作模式以及填充方式上。这里bouncycastle的密钥长度是64位。不过在DESede算法上bouncy castle也是密钥长度比java6的密钥长度要长。

    不过所有的对称加密算法的实现还是类似的。可以参看如下的代码：

1、des算法

package com.ca.test; 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; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; /** * DES对称加密算法 * @author kongqz * */ public class DESCoder { /** * 密钥算法 * java支持56位密钥，bouncycastle支持64位 * */ public static final String KEY_ALGORITHM="DES"; /** * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 * */ public static final String CIPHER_ALGORITHM="DES/ECB/PKCS5Padding"; /** * * 生成密钥，java6只支持56位密钥，bouncycastle支持64位密钥 * @return byte[] 二进制密钥 * */ public static byte[] initkey() throws Exception{ //实例化密钥生成器 KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM); //初始化密钥生成器 kg.init(56); //生成密钥 SecretKey secretKey=kg.generateKey(); //获取二进制密钥编码形式 return secretKey.getEncoded(); } /** * 转换密钥 * @param key 二进制密钥 * @return Key 密钥 * */ public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{ //实例化Des密钥 DESKeySpec dks=new DESKeySpec(key); //实例化密钥工厂 SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //生成密钥 SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks); return secretKey; } /** * 加密数据 * @param data 待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密后的数据 * */ public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ //还原密钥 Key k=toKey(key); //实例化 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); //初始化，设置为加密模式 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k); //执行操作 return cipher.doFinal(data); } /** * 解密数据 * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密后的数据 * */ public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ //欢迎密钥 Key k =toKey(key); //实例化 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); //初始化，设置为解密模式 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k); //执行操作 return cipher.doFinal(data); } /** * @param args * @throws Exception */ public static void main(String[] args) throws Exception { String str="DES"; System.out.println("原文："+str); //初始化密钥 byte[] key=DESCoder.initkey(); System.out.println("密钥："+Base64.encodeBase64String(key)); //加密数据 byte[] data=DESCoder.encrypt(str.getBytes(), key); System.out.println("加密后："+Base64.encodeBase64String(data)); //解密数据 data=DESCoder.decrypt(data, key); System.out.println("解密后："+new String(data)); } } 控制台输出结果： 原文：DES 密钥：ocewbYVbtmE= 加密后：w6KsVSkLV3Q= 解密后：DES

2、desede算法演示

package com.ca.test; 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; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; /** * DESede对称加密算法演示 * @author kongqz * */ public class DESedeCoder { /** * 密钥算法 * */ public static final String KEY_ALGORITHM="DESede"; /** * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 * */ public static final String CIPHER_ALGORITHM="DESede/ECB/PKCS5Padding"; /** * * 生成密钥 * @return byte[] 二进制密钥 * */ public static byte[] initkey() throws Exception{ //实例化密钥生成器 KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM); //初始化密钥生成器 kg.init(168); //生成密钥 SecretKey secretKey=kg.generateKey(); //获取二进制密钥编码形式 return secretKey.getEncoded(); } /** * 转换密钥 * @param key 二进制密钥 * @return Key 密钥 * */ public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{ //实例化Des密钥 DESedeKeySpec dks=new DESedeKeySpec(key); //实例化密钥工厂 SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); //生成密钥 SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks); return secretKey; } /** * 加密数据 * @param data 待加密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 加密后的数据 * */ public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ //还原密钥 Key k=toKey(key); //实例化 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); //初始化，设置为加密模式 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k); //执行操作 return cipher.doFinal(data); } /** * 解密数据 * @param data 待解密数据 * @param key 密钥 * @return byte[] 解密后的数据 * */ public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ //欢迎密钥 Key k =toKey(key); //实例化 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); //初始化，设置为解密模式 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k); //执行操作 return cipher.doFinal(data); } /** * 进行加解密的测试 * @throws Exception */ public static void main(String[] args) throws Exception { String str="DESede"; System.out.println("原文：/t"+str); //初始化密钥 byte[] key=DESedeCoder.initkey(); System.out.println("密钥：/t"+Base64.encodeBase64String(key)); //加密数据 byte[] data=DESedeCoder.encrypt(str.getBytes(), key); System.out.println("加密后：/t"+Base64.encodeBase64String(data)); //解密数据 data=DESedeCoder.decrypt(data, key); System.out.println("解密后：/t"+new String(data)); } } 控制台输出结果： 原文： DESede 密钥： BBDmwTjBsF7IwTIyGWt1bmFntRyUgMQL 加密后： FM/DsEv3KgM= 解密后： DESede

四、总结

1、主要看设定密钥的长度的变化。同时，bouncycastle支持更多的填充模式，在相同算法上比java6实现的版本的密钥长度要长

2、java的api中仅仅提供了DES,DESede和PBE 3三种对称加密算法密钥材料实现类