Java加密技術(二)——對稱加密算法DES&AES

Java加密技術(二)——對稱加密算法DES&AES

desdesedejavaaes java

    接下來咱們介紹對稱加密算法,最經常使用的莫過於DES數據加密算法。 
DES 
DES-Data Encryption Standard,即數據加密算法。是IBM公司於1975年研究成功並公開發表的。DES算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。其中Key爲8個字節共64位,是DES算法的工做密鑰;Data也爲8個字節64位,是要被加密或被解密的數據;Mode爲DES的工做方式,有兩種:加密或解密。 
  DES算法把64位的明文輸入塊變爲64位的密文輸出塊,它所使用的密鑰也是64位。 

 

經過java代碼實現以下:Coder類見 Java加密技術(一) 
算法

Java代碼  安全

  1. import java.security.Key;  dom

  2. import java.security.SecureRandom;  ide

  3.   

  4. import javax.crypto.Cipher;  測試

  5. import javax.crypto.KeyGenerator;  ui

  6. import javax.crypto.SecretKey;  編碼

  7. import javax.crypto.SecretKeyFactory;  加密

  8. import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  

  9.   

  10.   

  11. /** 

  12.  * DES安全編碼組件 

  13.  *  

  14.  * <pre> 

  15.  * 支持 DES、DESede(TripleDES,就是3DES)、AES、Blowfish、RC二、RC4(ARCFOUR) 

  16.  * DES                  key size must be equal to 56 

  17.  * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168 

  18.  * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 

  19.  * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 

  20.  * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits 

  21.  * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits 

  22.  * 具體內容 須要關注 JDK Document http://.../docs/technotes/guides/security/SunProviders.html 

  23.  * </pre> 

  24.  *  

  25.  * @author 樑棟 

  26.  * @version 1.0 

  27.  * @since 1.0 

  28.  */  

  29. public abstract class DESCoder extends Coder {  

  30.     /** 

  31.      * ALGORITHM 算法 <br> 

  32.      * 可替換爲如下任意一種算法,同時key值的size相應改變。 

  33.      *  

  34.      * <pre> 

  35.      * DES                  key size must be equal to 56 

  36.      * DESede(TripleDES)    key size must be equal to 112 or 168 

  37.      * AES                  key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available 

  38.      * Blowfish             key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive) 

  39.      * RC2                  key size must be between 40 and 1024 bits 

  40.      * RC4(ARCFOUR)         key size must be between 40 and 1024 bits 

  41.      * </pre> 

  42.      *  

  43.      * 在Key toKey(byte[] key)方法中使用下述代碼 

  44.      * <code>SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);</code> 替換 

  45.      * <code> 

  46.      * DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key); 

  47.      * SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM); 

  48.      * SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks); 

  49.      * </code> 

  50.      */  

  51.     public static final String ALGORITHM = "DES";  

  52.   

  53.     /** 

  54.      * 轉換密鑰<br> 

  55.      *  

  56.      * @param key 

  57.      * @return  

  58.      * @throws Exception 

  59.      */  

  60.     private static Key toKey(byte[] key) throws Exception {  

  61.         DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);  

  62.         SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);  

  63.         SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);  

  64.   

  65.         // 當使用其餘對稱加密算法時,如AES、Blowfish等算法時,用下述代碼替換上述三行代碼  

  66.         // SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);  

  67.   

  68.         return secretKey;  

  69.     }  

  70.   

  71.     /** 

  72.      * 解密 

  73.      *  

  74.      * @param data 

  75.      * @param key 

  76.      * @return 

  77.      * @throws Exception 

  78.      */  

  79.     public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {  

  80.         Key k = toKey(decryptBASE64(key));  

  81.   

  82.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  

  83.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  

  84.   

  85.         return cipher.doFinal(data);  

  86.     }  

  87.   

  88.     /** 

  89.      * 加密 

  90.      *  

  91.      * @param data 

  92.      * @param key 

  93.      * @return 

  94.      * @throws Exception 

  95.      */  

  96.     public static byte[] encrypt(byte[] data, String key) throws Exception {  

  97.         Key k = toKey(decryptBASE64(key));  

  98.         Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);  

  99.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  

  100.   

  101.         return cipher.doFinal(data);  

  102.     }  

  103.   

  104.     /** 

  105.      * 生成密鑰 

  106.      *  

  107.      * @return 

  108.      * @throws Exception 

  109.      */  

  110.     public static String initKey() throws Exception {  

  111.         return initKey(null);  

  112.     }  

  113.   

  114.     /** 

  115.      * 生成密鑰 

  116.      *  

  117.      * @param seed 

  118.      * @return 

  119.      * @throws Exception 

  120.      */  

  121.     public static String initKey(String seed) throws Exception {  

  122.         SecureRandom secureRandom = null;  

  123.   

  124.         if (seed != null) {  

  125.             secureRandom = new SecureRandom(decryptBASE64(seed));  

  126.         } else {  

  127.             secureRandom = new SecureRandom();  

  128.         }  

  129.   

  130.         KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);  

  131.         kg.init(secureRandom);  

  132.   

  133.         SecretKey secretKey = kg.generateKey();  

  134.   

  135.         return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  

  136.     }  

  137. }  


延續上一個類的實現,咱們經過MD5以及SHA對字符串加密生成密鑰,這是比較常見的密鑰生成方式。 
再給出一個測試類: 

Java代碼  

  1. import static org.junit.Assert.*;  

  2.   

  3.   

  4. import org.junit.Test;  

  5.   

  6. /** 

  7.  *  

  8.  * @author 樑棟 

  9.  * @version 1.0 

  10.  * @since 1.0 

  11.  */  

  12. public class DESCoderTest {  

  13.   

  14.     @Test  

  15.     public void test() throws Exception {  

  16.         String inputStr = "DES";  

  17.         String key = DESCoder.initKey();  

  18.         System.err.println("原文:\t" + inputStr);  

  19.   

  20.         System.err.println("密鑰:\t" + key);  

  21.   

  22.         byte[] inputData = inputStr.getBytes();  

  23.         inputData = DESCoder.encrypt(inputData, key);  

  24.   

  25.         System.err.println("加密後:\t" + DESCoder.encryptBASE64(inputData));  

  26.   

  27.         byte[] outputData = DESCoder.decrypt(inputData, key);  

  28.         String outputStr = new String(outputData);  

  29.   

  30.         System.err.println("解密後:\t" + outputStr);  

  31.   

  32.         assertEquals(inputStr, outputStr);  

  33.     }  

  34. }  


獲得的輸出內容以下: 

Console代碼  

  1. 原文: DES  

  2. 密鑰: f3wEtRrV6q0=  

  3.   

  4. 加密後:    C6qe9oNIzRY=  

  5.   

  6. 解密後:    DES  


    由控制檯獲得的輸出,咱們可以比對加密、解密後結果一致。這是一種簡單的加密解密方式,只有一個密鑰。 
    其實DES有不少同胞兄弟,如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC二、RC4(ARCFOUR)。這裏就不過多闡述了,大同小異,只要換掉ALGORITHM換成對應的值,同時作一個代碼替換SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);就能夠了,此外就是密鑰長度不一樣了。 

Java代碼  

  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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