Java加密技术篇(二)对称加密算法(DES&AES)

 接下来我们介绍对称加密算法,最常用的莫过于DES数据加密算法。 
DES 
DES-Data Encryption Standard,即数据加密算法。是IBM公司于1975年研究成功并公开发表的。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。 
  DES算法把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位。 

 

通过java代码实现如下:

[java]  view plain copy print ?
  1. import java.security.InvalidKeyException;  
  2. import java.security.Key;  
  3. import java.security.NoSuchAlgorithmException;  
  4. import java.security.SecureRandom;  
  5. import java.security.spec.InvalidKeySpecException;  
  6. import java.util.Arrays;  
  7.   
  8. import javax.crypto.Cipher;  
  9. import javax.crypto.KeyGenerator;  
  10. import javax.crypto.SecretKey;  
  11. import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
  12. import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
  13. import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;  
  14.   
  15. import org.apache.commons.codec.binary.Base64;  
  16. import org.apache.commons.codec.binary.Hex;  
  17.   
  18. /**对称加密算法DES&AES 
  19.  * @description: TODO  
  20.  * @author Somnus 
  21.  * date 2015年4月8日 下午2:10:44   
  22.  */  
  23. public class DESUtil {  
  24.     /**  
  25.      * ALGORITHM 算法 <br>  
  26.      * 可替换为以下任意一种算法,同时key值的size相应改变。  
  27.      *   
  28.      * <pre>  
  29.      * DES                  key size must be equal to 56  
  30.      * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168  
  31.      * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available  
  32.      * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive)  
  33.      * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits  
  34.      * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits  
  35.      * </pre>  
  36.      *   
  37.      * 在Key keyGenerator(byte[] key)方法中使用下述代码  
  38.      * <code>SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);</code> 替换  
  39.      * <code>  
  40.      * DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key);  
  41.      * SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  
  42.      * SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKey);  
  43.      * </code>  
  44.      */  
  45.     public static final String ALGORITHM = "DES";  
  46.     //算法名称/加密模式/填充方式   
  47.     //DES共有四种工作模式-->>ECB:电子密码本模式、CBC:加密分组链接模式、CFB:加密反馈模式、OFB:输出反馈模式  
  48.     public static final String CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/NoPadding";  
  49.   
  50.     /** 
  51.      *    
  52.      * 生成密钥key对象 
  53.      * @param KeyStr 密钥字符串  
  54.      * @return 密钥对象  
  55.      * @throws InvalidKeyException    
  56.      * @throws NoSuchAlgorithmException    
  57.      * @throws InvalidKeySpecException    
  58.      * @throws Exception  
  59.      */  
  60.     private static SecretKey keyGenerator(byte[] key) throws Exception {  
  61.         DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key);  
  62.         //创建一个密匙工厂,然后用它把DESKeySpec转换成  
  63.         SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  
  64.         SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);  
  65.           
  66.         /*当使用其他对称加密算法时,如AES、Blowfish等算法时,用下述代码替换上述三行代码 */  
  67.         /*SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(keyStr.getBytes(),KEY_ALGORITHM);*/    
  68.         return securekey;  
  69.     }  
  70.   
  71.     /**  
  72.      * 加密数据 
  73.      * @param data 待加密数据 
  74.      * @param key 密钥 
  75.      * @return 加密后的数据  
  76.      */  
  77.     public static String encrypt(String data, String keyStr) throws Exception {  
  78.         Key deskey = keyGenerator(Base64.decodeBase64(keyStr));  
  79.         // 实例化Cipher对象,它用于完成实际的加密操作  
  80.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
  81.         // 初始化Cipher对象,设置为加密模式  
  82.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);  
  83.         byte[] buff = cipher.doFinal(data.getBytes());  
  84.         System.out.println(Arrays.toString(buff));  
  85.         // 执行加密操作。加密后的结果通常都会用Base64编码进行传输   
  86.         return Hex.encodeHexString(buff);  
  87.     }  
  88.   
  89.     /**  
  90.      * 解密数据  
  91.      * @param data 待解密数据  
  92.      * @param key 密钥  
  93.      * @return 解密后的数据  
  94.      */  
  95.     public static String decrypt(String data, String keyStr) throws Exception {  
  96.         Key deskey = keyGenerator(Base64.decodeBase64(keyStr));  
  97.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  
  98.         //初始化Cipher对象,设置为解密模式  
  99.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);  
  100.         // 执行解密操作  
  101.         byte[] buff = cipher.doFinal(Hex.decodeHex(data.toCharArray()));  
  102.         System.out.println(Arrays.toString(buff));  
  103.         return new String(buff);  
  104.     }  
  105.     /**  
  106.      * 生成密钥  
  107.      * @return  
  108.      * @throws Exception  
  109.      */    
  110.     public static String initKey() throws Exception {    
  111.         return initKey(null);    
  112.     }    
  113.     /**  
  114.     * 生成密钥  
  115.     * @param seed  
  116.     * @return  
  117.     * @throws Exception  
  118.     */    
  119.    public static String initKey(String seed) throws Exception {    
  120.        SecureRandom secureRandom = null;    
  121.        if (seed != null) {    
  122.            secureRandom = new SecureRandom(Base64.decodeBase64(seed));    
  123.        } else {    
  124.            secureRandom = new SecureRandom();    
  125.        }    
  126.        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);    
  127.        kg.init(secureRandom);    
  128.        SecretKey secretKey = kg.generateKey();    
  129.        return Base64.encodeBase64String(secretKey.getEncoded());   
  130.    }  
  131.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  132.         String key = initKey();  
  133.         System.out.println(key+"size:"+Base64.decodeBase64(key).length);  
  134.           
  135.         String source = "Somnus";  
  136.         System.out.println("原文: " + source);  
  137.           
  138.         String encryptData = encrypt(source, key);  
  139.         System.out.println("加密后: " + encryptData);  
  140.           
  141.         String decryptData = decrypt(encryptData, key);  
  142.         System.out.println("解密后: " + decryptData);  
  143.     }  
  144. }  

得到的输出内容如下: 

[java]  view plain copy print ?
  1. 5uMCAYNX9OY=size:8  
  2. 原文: Somnus  
  3. [40724674499910119]  
  4. 加密后: 28482e4a31630a77  
  5. [83111109110117115]  
  6. 解密后: Somnus  

    由控制台得到的输出,我们能够比对加密、解密后结果一致。这是一种简单的加密解密方式,只有一个密钥。 
    其实DES有很多同胞兄弟,如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)。这里就不过多阐述了,大同小异,只要换掉ALGORITHM换成对应的值,同时做一个代码替换 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM); 就可以了,此外就是密钥长度不同了。 

Java代码   收藏代码
  1. /** 
  2.  * DES          key size must be equal to 56 
  3.  * DESede(TripleDES) key size must be equal to 112 or 168 
  4.  * AES          key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 
  5.  * Blowfish     key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 
  6.  * RC2          key size must be between 40 and 1024 bits 
  7.  * RC4(ARCFOUR) key size must be between 40 and 1024 bits 
  8.  **/  

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