Java常用加解密算法

1、BASE64

BASE64严格地说，应该说是属于编码格式，而非加密算法。

加解密：

    /**
     * 加密
     */
    public static String encryptBASE64(byte[] data) {
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        return encoder.encode(data);
    }


    /**
     * 解密
     */
    public static byte[] decryptBASE64(String cipher) {
        BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
        byte[] bytes = null;
        try {
            bytes = decoder.decodeBuffer(cipher);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return bytes;
    }

2、MD5和SHA

MD5（Message Digest algorithm 5，信息摘要算法），常用于文件校验。
SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法），同样属于非可逆的算法，作用与MD5相类似。
MD5输出是128位的，SHA输出是160位的。SHA相较于MD5而言更加安全，当然加密花费时间也更长一点。

先设置常量

private final static String KEY_SHA = "SHA";
private final static String KEY_MD5 = "MD5";

加密

    /**
     * MD5加密
     */
    public static String encryptMD5(byte[] data) {
        String cipher = null;
        try {
            MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
            md5.update(data);
            cipher = encryptBASE64(md5.digest());
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return cipher;
    }

    /**
     * SHA加密
     */
    public static String encryptSHA(byte[] data) {
        String cipher = null;
        try {
            MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
            sha.update(data);
            cipher = encryptBASE64(sha.digest());
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return cipher;
    }

3、RSA

RSA算法是一种非对称密码算法。详情见RSA算法
)

设置需要用到常量,RSA_INIT_LENGTH为密钥的初始化长度，密钥的长度越长，安全性就越好，但是加密解密所用的时间就会越多。一次能加密的密文长度为：密钥的长度/8-11。所以1024bit长度的密钥一次可以加密的密文为1024/8-11=117bit。所以非对称加密一般都用于加密对称加密算法的密钥，而不是直接加密内容。对于小文件可以使用RSA加密，但加密过程仍可能会使用分段加密。

private final static String KEY_RSA = "RSA";
private final static int RSA_INIT_LENGTH = 1024;

3.1、java中初始化生成公钥和私钥

    /**
     * 初始化
     */
    public static String[] initRSAKey() {
        String[] keys = null;
        try {
            KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_RSA);
            keyPairGenerator.initialize(RSA_INIT_LENGTH);
            KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
            // 公钥
            RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
            // 私钥
            RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
            keys = new String[]{encryptBASE64(publicKey.getEncoded()), encryptBASE64(privateKey.getEncoded())};
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return keys;
    }

3.2、加解密

RSA有两个密钥，所以加解密方式也有两种，一种是“私钥加密-公钥解密”，另一种就是“公钥加密-私钥解密”，加解密的实现如下：

    /**
     * 私钥加密
     */
    public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String key) {
        try {
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
            // 获得私钥
            PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            Key privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
            // 对数据加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 公钥解密
     */
    public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, String key) {
        try {
            // 对私钥解密
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
            X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            Key publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
            // 对数据解密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);

            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 公钥加密
     */
    public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String key) {
        try {
            // 对公钥解密
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
            // 取公钥
            X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            Key publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
            // 对数据解密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }


    /**
     * 私钥解密
     */
    public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, String key) throws Exception {
        try {
            // 对私钥解密
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
            PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            Key privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
            // 对数据解密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

3.3 签名验证

使用RSA进行签名验证。数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。

该方法可行有两个的条件：

1、通过公钥推算出私钥的做法不可能实现
2、即使传输数据的过程被拦截，因为拦截者没有私钥，改动数据就会导致签名的不一致。（这里需要注意，拦截者还是可以使用公钥对数据进行解密，看到传输的数据的）

定义常量

private final static String RSA_MD5 = "MD5withRSA";

签名和签名验证

    /**
     * 私钥签名
     */
    public static String signByPrivateKey(byte[] data, String privateKey) {
        try {
            // 解密私钥
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(privateKey);
            // 构造PKCS8EncodedKeySpec对象
            PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
            // 指定加密算法
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            // 取私钥匙对象
            PrivateKey privateKey2 = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
            // 用私钥对信息生成数字签名
            Signature signature = Signature.getInstance(RSA_MD5);
            signature.initSign(privateKey2);
            signature.update(data);
            return encryptBASE64(signature.sign());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 公钥验证
     */
    public static boolean verifyByPublicKey(byte[] data, String publicKey, String sign) {
        try {
            // 解密公钥
            byte[] keyBytes = decryptBASE64(publicKey);
            // 构造X509EncodedKeySpec对象
            X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
            // 指定加密算法
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_RSA);
            // 取公钥匙对象
            PublicKey publicKey2 = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
            Signature signature = Signature.getInstance(RSA_MD5);
            signature.initVerify(publicKey2);
            signature.update(data);
            // 验证签名是否正常
            return signature.verify(decryptBASE64(sign));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

4、DES

DES（全称为DataEncryption Standard，即数据加密标准），是一种对称加密算法！

定义常量

private final static String KEY_DES = "DES";

加解密，其中key是8位的密码

    /**
     * 加密
     */
    public static byte[] encryptDES(byte[] data, String key) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key.getBytes());
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_DES);
            SecretKey secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_DES);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secureKey, random);
            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 解密
     */
    public static byte[] decryptDES(byte[] data, String key) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key.getBytes());
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_DES);
            SecretKey secureKey = keyFactory.generateSecret(desKey);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_DES);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secureKey, random);
            return cipher.doFinal(data);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }