JAVA加密系列（零）-加密运算合集与性能分析

加密介绍

单向加密

单向加密又称为不可逆加密算法，其密钥是由加密散列函数生成的。单向散列函数一般用于产生消息摘要，密钥加密等，常见的有：

• 1、MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法，非可逆，相同的明文产生相同的密文；
• 2、SHA（Secure Hash Algorithm）：可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值。其变种由SHA192，SHA256，SHA384等；
• 3、HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)

算法特征

• 输入一样，输出必然相同；
• 雪崩效应，输入的微小改变，将会引起结果的巨大变化；
• 定长输出，无论原始数据多大，结果大小都是相同的；
• 不可逆，无法根据特征码还原原来的数据；

对称加密

采用单钥密码的加密方法，同一个密钥可以同时用来加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。常用的单向加密算法：

• AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，支持128、192、256、512位密钥的加密；
• DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；
• 3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；
• Blowfish 等等 包括后面会提到的位运算加密

算法特征

• 加密方和解密方使用同一个密钥；
• 加密解密的速度比较快，适合数据比较长时的使用；
• 密钥传输的过程不安全，且容易被破解，密钥管理也比较麻烦；

非对称加密

非对称密钥加密也称为公钥加密，由一对公钥和私钥组成。公钥是从私钥提取出来的。可以用公钥加密，再用私钥解密，这种情形一般用于公钥加密；也可以用私钥加密，用公钥解密，常用于数字签名，因此非对称加密的主要功能就是加密和数字签名。

• RSA 第一个能同时用于加密和数字签名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最广泛的公钥算法，从提出到现今的三十多年里，经历了各种攻击的考验，逐渐为人们接受，截止2017年被普遍认为是最优秀的公钥方案之一。
• DSA Elgamal和Schnorr数字签名的一个变种，DSA数字签名优于Elgamal数字签名的地方在于它的签名长度较短，并且某些可以破解Elgamal方案的攻击不适用DSA数字签名
• ECC 椭圆曲线密码编码学，是目前已知的公钥体制中，对每比特所提供加密强度最高的一种体制。在软件注册保护方面起到很大的作用，一般的序列号通常由该算法产生。
• Elgamal 其基础是DiffieˉHellman密钥交换算法，应对中间人攻击时非常脆弱。

算法特征

• 密钥对，公钥(public key)和私钥(secret key)
• 可以完成数字签名和数字鉴别。
• 公钥密码是对大数进行操作，计算量特别浩大，速度远比不上私钥密码体制。（私钥加密快，公钥解密慢）

性能比较

性能对比图

源码下载

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详情文章

• JAVA加密系列（一）- Base64与单向加密算法MD5、SHA、HMAC
• JAVA加密系列（二）- 对称加密算法 DES、AES
• JAVA加密系列（三）- 非对称加密算法 RSA、DSA
• JAVA加密系列（四）- 位运算加密