[转]常见加密算法简介以及如何在java上使用

本文介绍常见的算法(MD5/SHA,DSA,RSA,DES)的应用场景,以及在java上的使用方法.

(1) MD5/SHA
MessageDigest是一个数据的数字指纹.即对一个任意长度的数据进行计算,产生一个唯一指纹号.
MessageDigest的特性:
A)两个不同的数据,难以生成相同的指纹号
B)对于指定的指纹号,难以逆向计算出原始数据
代表:MD5/SHA
Java实现:
MD5:

MD5实现

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance( "MD5" );
md.update(Constant.DATA.getBytes());
byte [] result = md.digest();

SHA:

SHA实现

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance( "SHA" );
md.update(Constant.DATA.getBytes());
byte [] result = md.digest();

(2) DES
单密钥算法,是信息的发送方采用密钥A进行数据加密,信息的接收方采用同一个密钥A进行数据解密.
单密钥算法是一个对称算法.
缺点:由于采用同一个密钥进行加密解密,在多用户的情况下,密钥保管的安全性是一个问题.
代表:DES
Java实现:
首先,需要生成一个密钥,这边的做法,是把生成的密钥,保存到某个文件中.

des生成密钥

KeyGenerator gen = KeyGenerator.getInstance( "DES" );
Key key = gen.generateKey();
File keyFile = new File(Constant.CRYPT_KEY_FILE);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream(keyFile));
out.writeObject(key);
out.close();

在生成key的时候,可以通过SecureRandom产生一个可信任的随机数源

产生随机数据源

KeyGenerator gen = KeyGenerator.getInstance( "DES" );
gen.init( new SecureRandom(seed));
Key key = gen.generateKey();

加密:

des加密

Key key = gen.getKey(Constant.CRYPT_KEY_FILE); //从文件中得到密钥
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "DES" );
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); //指定是加密模式
cipher.update(Constant.DATA.getBytes());
byte [] result = cipher.doFinal();

解密:
由于DES是一个对称算法,所以解密代码跟加密代码几乎一致

des解密

key = gen.getKey(Constant.CRYPT_KEY_FILE);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); //指定是解密模式
cipher.update(result);
byte [] data = cipher.doFinal();

由于采用了同一个密钥(key),所以两端代码中
Constant.DATA.getBytes()和 data 的值是一致的.

(3) DSA
所谓数字签名是指发送方从发送报文中抽取特征数据(称为数字指纹或摘要),然后用发送方的私钥对数字指纹使用加密算法进行算法操作,接受方使用发送方已经公开的公钥解密并验证报文.
数字签名用户验证发送方身份或者发送方信息的完整性
代表:DSA
Java实现:
同样,首先需要生成一个公钥和私钥,我们也把它保存到相应的文件中

dsa公钥私钥生成

KeyPairGenerator gen = KeyPairGenerator.getInstance( "DSA" );
//以指定的长度初始化KeyPairGenerator对象,如果没有初始化系统以1024长度默认设置
//参数:keysize 算法位长.其范围必须在 512 到 1024 之间，且必须为 64 的倍数
gen.initialize( 1024 );
KeyPair pair = gen.generateKeyPair();
File pubkeyFile = new File(Constant.PUB_KEY_FILE);
File prikeyFile = new File(Constant.PRI_KEY_FILE);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream(pubkeyFile));
out.writeObject(pair.getPublic());
out.close();
out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream(prikeyFile));
out.writeObject(pair.getPrivate());
out.close();

签名:

dsa签名

PrivateKey prikey = (PrivateKey) gen.getKey(Constant.PRI_KEY_FILE); //从文件得到私钥
// 用私钥对数据签名
Signature signature = Signature.getInstance( "DSA" );
signature.initSign(prikey);
signature.update(Constant.DATA.getBytes());
byte [] bytes = signature.sign();

验证:

dsa验证

PublicKey pubkey = (PublicKey) gen.getKey(Constant.PUB_KEY_FILE); //从文件得到公钥
Signature check = Signature.getInstance( "DSA" );
check.initVerify(pubkey);
check.update(Constant.DATA.getBytes());
//验证数据的完整性
if (check.verify(bytes)) {
  System.out.println( "OK" );
} else {
  System.out.println( "ERROR" );
}

(4) RSA
公钥密码体制:为了解决单密钥保管安全性的问题,提供了公钥密码体制的概念.在公钥体制中，加密密钥不同于解密密钥，加密密钥公之于众，谁都可以使用；解密密钥只有解密人自己知道。它们分别称为公开密钥（Public key）和秘密密钥（Private key）。
代表:RSA
Java实现:
同样,需要生成公钥和私钥,并且保存到相应的文件中

RSA生成公钥私钥

KeyPairGenerator gen = KeyPairGenerator.getInstance( "RSA" );
//以指定的长度初始化KeyPairGenerator对象,如果没有初始化系统以1024长度默认设置
//参数:keysize 算法位长.其范围必须在 512 到 1024 之间，且必须为 64 的倍数
gen.initialize( 1024 );
KeyPair pair = gen.generateKeyPair();
File pubkeyFile = new File(Constant.PUB_KEY_FILE);
File prikeyFile = new File(Constant.PRI_KEY_FILE);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream(pubkeyFile));
out.writeObject(pair.getPublic());
out.close();
out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream(prikeyFile));
out.writeObject(pair.getPrivate());
out.close();

加密:
采用公钥进行加密:

RSA加密

PublicKey pubkey = (PublicKey) gen.getKey(Constant.PUB_KEY_FILE); //从文件中得到公钥
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "RSA" );
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubkey); //指定加密模式
byte [] bytes = cipher.doFinal(Constant.DATA.getBytes());

解密:
采用私钥进行解密:

RSA解密

PrivateKey prikey = (PrivateKey) gen.getKey(Constant.PRI_KEY_FILE); //从文件中得到私钥
Cipher c = Cipher.getInstance( "RSA" );
c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, prikey); //指定解密模式
byte [] data = c.doFinal(bytes);

两段代码中, Constant.DATA.getBytes()和data的值是一致的.