JAVA加密系列（二）- 对称加密算法 DES、AES
2019-07-29 本文已影响9人
lance_小超
JAVA加密系列（二）- 对称加密算法 DES、AES
采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
算法介绍
常见算法
- 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；
- 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；
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；
加密模式
- ECB：电子密本模式
- CBC：密文分组链接模式
- CTR：计算器模式
- CFB：加密反馈模式
- OFB：输出反馈模式
填充方式
- NoPadding：不填充
- PKCS5Padding：缺几个字节就补充几个字节的几
- PKCS7Padding：缺几个字节就补几个字节的0
- ISO10126Padding：填充字符串由一个字节序列组成，此字节序列的最后一个字节填充字节序列的长度，其余字节填充随机数据
java当中支持NoPadding、PKCS5Padding（默认）、ISO10126Padding；
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。
工具类
public class DESUtil {
//必须8位 否则会报错 偏移量
private static String IV = "12345678";
//钥匙 必须8位
private static String KEY = "87654321";
public static void main(String[] args) {
//字符串编码
System.out.println("编码结果:" + encrypt("hello word"));
//字符串解码
System.out.println("编码结果:" + decrypt("iug3JXsgvoWaRv0QF3cODw=="));
}
//加密
public static String encrypt(String str) {
try {
byte[] bytes = str.getBytes();
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "DES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
bytes = cipher.doFinal(bytes);
bytes = Base64.getEncoder().encode(bytes);
return new String(bytes);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
//解密
public static String decrypt(String str) {
try {
byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(str);
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "DES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
bytes = cipher.doFinal(bytes);
return new String(bytes);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
log
编码结果:iug3JXsgvoWaRv0QF3cODw==
编码结果:hello word
AES
密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。
工具类
public class AESUtil {
//必须16位 否则会报错 偏移量
private static String IV ="asdfgh1234567890";
//钥匙 必须16位
private static String KEY = "1234567890asdfgh";
public static void main(String[] args) {
//字符串编码
System.out.println("编码结果:" + encrypt("hello word"));
//字符串解码
System.out.println("编码结果:" + decrypt("UePyU9tACUkzOEHYFMUsNg=="));
}
//加密
public static String encrypt(String str) {
try {
byte[] bytes = str.getBytes();
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
bytes = cipher.doFinal(bytes);
bytes = Base64.getEncoder().encode(bytes);
return new String(bytes);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
//解密
public static String decrypt(String str) {
try {
byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(str);
IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(IV.getBytes());
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
bytes = cipher.doFinal(bytes);
return new String(bytes);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
log
编码结果:UePyU9tACUkzOEHYFMUsNg==
编码结果:hello word
总结
java多各种加密算法都有封装，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。后面有空再分析加密原理和性能
