Java中的对称加密详解

目录

• 常见的对称加密方法
• 代码案例
• byte[] 和16进制字符串相互转换
• DES 加密和解密
• AES 加密和解密
• 加密模式
• 填充模式
• 使用加密模式和填充模式的案例
• 总结

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。

常见的对称加密方法

DES : Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。

AES : Advanced Encryption Standard, 高级加密标准 .在密码学中又称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。

代码案例

byte[] 和16进制字符串相互转换

private byte[] hexStringToBytes(String hexString) {
    if (hexString.length() % 2 != 0) throw new IllegalArgumentException("hexString length not valid");
    int length = hexString.length() / 2;
    byte[] resultBytes = new byte[length];
    for (int index = 0; index < length; index++) {
        String result = hexString.substring(index * 2, index * 2 + 2);
        resultBytes[index] = Integer.valueOf(Integer.parseInt(result, 16)).byteValue();
    }
    return resultBytes;
}
private String bytesToHexString(byte[] sources) {
    if (sources == null) return null;
    StringBuilder stringBuffer = new StringBuilder();
    for (byte source : sources) {
        String result = Integer.toHexString(source& 0xff);
        if (result.length() < 2) {
            result = "0" + result;
        }
        stringBuffer.append(result);
    }
    return stringBuffer.toString();
}

DES 加密和解密

private String encryptByDES(String input,String key) throws Exception {
    // 算法
    String algorithm = "DES";
    String transformation = "DES";
    // Cipher：密码，获取加密对象
    // transformation:参数表示使用什么类型加密
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
    // 指定秘钥规则
    // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是8位
    // 第二个参数表示：算法
    SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
    // 对加密进行初始化
    // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
    // 第二个参数：表示秘钥规则
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,sks);
    // 进行加密
    byte[] bytes = cipher.doFinal(input.getBytes());
    return bytesToHexString(bytes);
}

private String decryptByDES(String input,String key)throws Exception{
    // 算法
    String algorithm = "DES";
    String transformation = "DES";
    // Cipher：密码，获取加密对象
    // transformation:参数表示使用什么类型加密
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
    // 指定秘钥规则
    // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是8位
    // 第二个参数表示：算法
    SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
    // 对加密进行初始化
    // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
    // 第二个参数：表示秘钥规则
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,sks);
    // 进行解密
    byte [] inputBytes = hexStringToBytes(input);
    byte[] bytes = cipher.doFinal(inputBytes);
    return new String(bytes);
 }

AES 加密和解密

private String encryptByAES(String input,String key) throws Exception {
    // 算法
    String algorithm = "AES";
    String transformation = "AES";
    // Cipher：密码，获取加密对象
    // transformation:参数表示使用什么类型加密
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
    // 指定秘钥规则
    // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是16位
    // 第二个参数表示：算法
    SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
    // 对加密进行初始化
    // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
    // 第二个参数：表示秘钥规则
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,sks);
    // 进行加密
    byte[] bytes = cipher.doFinal(input.getBytes());
    return bytesToHexString(bytes);
}

private String decryptByAES(String input,String key)throws Exception{
    // 算法
    String algorithm = "AES";
    String transformation = "AES";
    // Cipher：密码，获取加密对象
    // transformation:参数表示使用什么类型加密
    Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
    // 指定秘钥规则
    // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是16位
    // 第二个参数表示：算法
    SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
    // 对加密进行初始化
    // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
    // 第二个参数：表示秘钥规则
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,sks);
    // 进行解密
    byte [] inputBytes = hexStringToBytes(input);
    byte[] bytes = cipher.doFinal(inputBytes);
    return new String(bytes);
}

加密模式

ECB

Electronic codebook, 电子密码本. 需要加密的消息按照块密码的块大小被分为数个块，并对每个块进行独立加密

优点：并行加密，速度快
缺点：同样的明文，加密成同样的密文，容易被破解，不利于安全保护CBC

优点：同样的原文生成不同的密文
缺点：串行处理，速度慢
注意: 需要一个初始的向量值IV

填充模式

当需要按块处理的数据, 数据长度不符合块处理需求时, 按照一定的方法填充满块长的规则

NoPadding
不填充.
在DES加密算法下, 要求原文长度必须是8byte的整数倍
在AES加密算法下, 要求原文长度必须是16byte的整数倍PKCS5Padding
数据块的大小为8位, 不够就补足

注意
默认情况下, 加密模式和填充模式为 : ECB/PKCS5Padding
如果使用CBC模式, 在初始化Cipher对象时, 需要增加参数, 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());

加密模式和填充模式

AES/CBC/NoPadding (128)
AES/CBC/PKCS5Padding (128)
AES/ECB/NoPadding (128)
AES/ECB/PKCS5Padding (128)
DES/CBC/NoPadding (56)
DES/CBC/PKCS5Padding (56)
DES/ECB/NoPadding (56)
DES/ECB/PKCS5Padding (56)
DESede/CBC/NoPadding (168)
DESede/CBC/PKCS5Padding (168)
DESede/ECB/NoPadding (168)
DESede/ECB/PKCS5Padding (168)
RSA/ECB/PKCS1Padding (1024, 2048)
RSA/ECB/OAEPWithSHA-1AndMGF1Padding (1024, 2048)
RSA/ECB/OAEPWithSHA-256AndMGF1Padding (1024, 2048)

使用加密模式和填充模式的案例

    private String encryptByAES(String input,String key) throws Exception {
        // 算法
        String algorithm = "AES";
        String transformation = "AES/CBC/PKCS5Padding";
        // Cipher：密码，获取加密对象
        // transformation:参数表示使用什么类型加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 指定秘钥规则
        // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是16位
        // 第二个参数表示：算法
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        // 初始向量值长度必须是16位
        String ivStr = "2222222222222221";
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivStr.getBytes());
        // 对加密进行初始化
        // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
        // 第二个参数：表示秘钥规则
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,sks,iv);
        // 进行加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(input.getBytes());
        return bytesToHexString(bytes);
    }

    private String decryptByAES(String input,String key)throws Exception{
        // 算法
        String algorithm = "AES";
        String transformation = "AES/CBC/PKCS5Padding";
        // Cipher：密码，获取加密对象
        // transformation:参数表示使用什么类型加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 指定秘钥规则
        // 第一个参数表示：密钥，key的字节数组 长度必须是16位
        // 第二个参数表示：算法
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        // 初始向量值长度必须是16位
        String ivStr = "2222222222222221";
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivStr.getBytes());
        // 对加密进行初始化
        // 第一个参数：表示模式，有加密模式和解密模式
        // 第二个参数：表示秘钥规则
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,sks,iv);
        // 进行解密
        byte [] inputBytes = hexStringToBytes(input);
        byte[] bytes = cipher.doFinal(inputBytes);
        return new String(bytes);
    }

总结

到此这篇关于Java中的对称加密详解的文章就介绍到这了,更多相关Java对称加密内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！