對稱加密(DES,AES,PBE)
定義
對稱加密的定義引用百度百科:java
採用單鑰密碼系統的加密方法，同一個密鑰能夠同時用做信息的加密和解密，這種加密方法稱爲對稱加密，也稱爲單密鑰加密。算法
須要對加密和解密使用相同密鑰的加密算法。因爲其速度快，對稱性加密一般在消息發送方須要加密大量數據時使用。對稱性加密也稱爲密鑰加密.apache
在使用加密算法時,複習下前面提到的java加密經常使用的類:安全
keyGenerator：祕鑰生成器，也就是根據算法類型隨機生成一個祕鑰，例如HMAC，因此這個大部分用在非可逆的算法中dom
SecretKeyFactory：祕密祕鑰工廠，言外之意就是須要根據一個祕密（password）去生成一個祕鑰,例如DES，PBE，因此大部分使用在對稱加密中ide
KeyPairGenerator:祕鑰對生成器，也就是能夠生成一對祕鑰，也就是公鑰和私鑰，因此大部分使用在非對稱加密中學習
種類
1.DES(Data Encryption Standard) 數據加密標準
因爲DES發明比較早且長度爲56位,以目前的計算機運算能力存在被破解的風險,通常這種算法不經常使用只做爲學習加密算法的案例.測試
code:加密
/**
* jdk提供的DES算法實現
*/
public static void jdkDES(String content){
try {
//生成密鑰生成器
KeyGenerator keyGenerator=KeyGenerator.getInstance("DES");
keyGenerator.init(56);
// 密鑰生成器生成key
SecretKey secretKey=keyGenerator.generateKey();
byte[] encoded = secretKey.getEncoded();
// DESKeySpec對象 DESKeySpec(byte[] key)
// key能夠使用密鑰生成生成的key或者自定義密碼password(密碼，長度要是8的倍數)
DESKeySpec desKeySpec=new DESKeySpec("12345678".getBytes());
// DESKeySpec desKeySpec=new DESKeySpec(encoded);
SecretKeyFactory secretKeyFactory=SecretKeyFactory.getInstance("DES");
Key key = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
// Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding"); 參數爲 算法/工做模式/填充方式
// Cipher cipher=Cipher.getInstance("DES"); //默認的工做模式/填充方式
Cipher cipher=Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] encrypt = cipher.doFinal(content.getBytes());
System.out.println("jdk DES encrypt:"+new BASE64Encoder().encode(encrypt));
// 解密
// 使用同一密鑰key
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
System.out.println("jdk DES decrypt:"+ new String(decrypt));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
若是要使用BC 第三方提供的DES算法,主要在第一行 加入spa
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
//生成密鑰生成器
KeyGenerator keyGenerator=KeyGenerator.getInstance("DES","BC");
便可,在此不贅述.
2. 3DES(3重DES,又稱DESede)
增長了密鑰長度和迭代次數,安全性更高.
code:
/**
* jdk提供的DES算法實現
*/
public static void jdk3DES(String content){
try {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
//生成密鑰生成器
KeyGenerator keyGenerator=KeyGenerator.getInstance("DESede","BC");//bc 提供
keyGenerator.init(168);//112 or 168
SecretKey secretKey=keyGenerator.generateKey();
byte[] encoded = secretKey.getEncoded();
// DESKeySpec對象 DESKeySpec(byte[] key) key能夠使用密鑰生成器或者自定義密碼password(密碼，長度要是8的倍數)
// DESKeySpec desKeySpec=new DESKeySpec("12345678".getBytes());
DESedeKeySpec desKeySpec=new DESedeKeySpec(encoded);
SecretKeyFactory secretKeyFactory=SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
Key key = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
// Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding"); 參數爲 算法/工做模式/填充方式
// Cipher cipher=Cipher.getInstance("DES"); //默認的工做模式/填充方式
Cipher cipher=Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] encrypt = cipher.doFinal(content.getBytes());
System.out.println("jdk DESede encrypt:"+new BASE64Encoder().encode(encrypt));
// 解密
// 使用同一密鑰key
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
System.out.println("jdk DESede decrypt:"+ new String(decrypt));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
大體上與DES相同 ,只是密鑰長度必須112或者168
3.AES(目前使用比較普遍的對稱加密算法)
code:
/**
* JDK 提供的AES 實現
*/
public static void jdkAES(String content){
//建立密鑰生成器
try {
KeyGenerator keyGenerator=KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGenerator.init(128);
// keyGenerator.init(128,new SecureRandom("123456".getBytes("UTF-8")));//或者加上自定義的密碼
//生成器生成key
SecretKey generateKey = keyGenerator.generateKey();
byte[] keyBytes = generateKey.getEncoded();
//根據算法轉換相應的Key
Key key=new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
//加密
Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] encrypt = cipher.doFinal(content.getBytes());
System.out.println("JDK AES encrypt:"+Hex.encodeHexString(encrypt));
//解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] decrypt = cipher.doFinal(encrypt);
System.out.println("JDK AES decrypt:"+new String(decrypt));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
4. PBE(Password Base Encryption，基於口令加密)
4.1 PBE算法（Password Base Encryption，基於口令加密）算法是一種基於口令的加密算法。特色在於口令由用戶本身掌握，採用隨機數（咱們這裏叫作 鹽）雜湊多重加密等方法保證數據的安全性。
PBE算法沒有密鑰的概念，把口令當作密鑰了。由於密鑰長短影響算法安全性，還不方便記憶，這裏咱們直接換成咱們本身經常使用的口令就大大不一樣了，便於咱們的記憶。可是單純的口令很容易被字典法給窮舉出來，因此咱們這裏給口令加了點「鹽」，這個鹽和口令組合，想破解就難了。
4.2 模型分析
這裏咱們仍是假設甲乙雙發要傳遞消息，須要口令和鹽還有算法
傳統的對稱加密算法就是，構建密鑰，指定算法，而後發送數據前用密鑰加密數據，密鑰和加密後的數據一塊兒發送給對方，對方拿着密鑰對數據進行解密。
如今是密鑰沒有了，咱們就用「口令+鹽」構造出一個密鑰，而後對數據進行加密
這裏「口令」咱們能夠隨便設置，均可以設置成咱們開本身電腦的密碼
這裏「鹽」的設置能夠採用隨機數，能夠是甲乙雙方約定的數據
最終咱們的口令和鹽都要公佈給雙方
一、消息傳遞雙方約定口令，這裏甲方構建口令
二、甲方構建口令後，公佈給乙方
三、由口令構建方（甲方）構建本次消息傳遞使用的鹽，其實也能夠雙方約定一個數據，例如硬盤號，今天的日期等等，不必定非要寫個安全算法計算出來，只要雙方一致就行
四、甲方使用口令、鹽對數據加密
五、甲方將鹽、加密數據發送給消息接收者（乙方）
六、乙方用收到的口令、鹽（能夠是約定的數據）對數據進行解密
圖解:
整體看來口令和鹽兩邊都須要知道。消息傳遞過程仍是須要指定雙方的統一算法進行。而這些算法其實仍是用的那些常見的對稱加密算法.
4.3: code:
package com.fitc.soldier.service.common;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
public class PBEdemo {
/**
* 實例算法
*/
public static final String ALGORITHM="PBEWITHMD5andDES";
/**
* 迭代次數
* */
public static final int ITERATION_COUNT=100;
/**
* 使用PBE算法對數據進行加解密
* @throws Exception
*
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
//待加密數據
String str="這是測試數據!!!";
//設定的口令密碼
String password="azsxdc";
System.out.println("原文：\t"+str);
System.out.println("密碼：\t"+password);
//初始化鹽
byte[] salt=PBEdemo.initSalt();
System.out.println("鹽：\t"+Base64.encodeBase64String(salt));
//加密數據
byte[] data=PBEdemo.encrypt(str.getBytes(), password, salt);
System.out.println("加密後：\t"+Base64.encodeBase64String(data));
//解密數據
data=PBEdemo.decrypt(data, password, salt);
System.out.println("解密後："+new String(data));
}
/**
* 鹽初始化
* 鹽長度必須爲8字節
* @return byte[] 鹽
* */
public static byte[] initSalt() throws Exception{
//實例化安全隨機數
SecureRandom random=new SecureRandom();
//產出鹽
return random.generateSeed(8);
}
/**
* 轉換密鑰
* @param password 密碼
* @return Key 密鑰
* */
private static Key toKey(String password) throws Exception{
//密鑰彩禮轉換
PBEKeySpec keySpec=new PBEKeySpec(password.toCharArray());
//實例化
SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
//生成密鑰
SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(keySpec);
return secretKey;
}
/**
* 加密
* @param data 待加密數據
* @param password 密碼
* @param salt 鹽
* @return byte[] 加密數據
*
* */
public static byte[] encrypt(byte[] data,String password,byte[] salt) throws Exception{
//轉換密鑰
Key key=toKey(password);
//實例化PBE參數材料
PBEParameterSpec paramSpec=new PBEParameterSpec(salt,ITERATION_COUNT);
//實例化
Cipher cipher=Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key,paramSpec);
//執行操做
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 解密
* @param data 待解密數據
* @param password 密碼
* @param salt 鹽
* @return byte[] 解密數據
*
* */
public static byte[] decrypt(byte[] data,String password,byte[] salt) throws Exception{
//轉換密鑰
Key key=toKey(password);
//實例化PBE參數材料
PBEParameterSpec paramSpec=new PBEParameterSpec(salt,ITERATION_COUNT);
//實例化
Cipher cipher=Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key,paramSpec);
//執行操做
return cipher.doFinal(data);
}
}
輸出結果:
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