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詳解Java利用實(shí)現(xiàn)對(duì)稱加密(DES、3DES、AES)

 更新時(shí)間:2017年01月05日 10:14:45   作者:郭朝  
本篇文章主要介紹了Java利用實(shí)現(xiàn)對(duì)稱加密(DES、3DES、AES),具有一定的參考價(jià)值,有興趣的可以了解一下。

有兩句話是這么說(shuō)的:

1)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是編程的一個(gè)重要部分,你若失掉了算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),你就把一切都失掉了。

2)編程就是算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是編程的靈魂。

注意,這可不是我說(shuō)的,是無(wú)數(shù)程序員總結(jié)的,話說(shuō)的很實(shí)在也很精辟,若想長(zhǎng)久可持續(xù)發(fā)展,多研究算法還是很有必要的,今天我給大家說(shuō)說(shuō)加密算法中的對(duì)稱加密算法,并且這里將教會(huì)大家對(duì)稱加密算法的編程使用。包含DES、3DES和AES三種對(duì)稱加密算法的編程使用,干貨滿滿。

1.對(duì)稱密碼算法

對(duì)稱密碼算法是當(dāng)今應(yīng)用范圍最廣,使用頻率最高的加密算法。它不僅應(yīng)用于軟件行業(yè),在硬件行業(yè)同樣流行。各種基礎(chǔ)設(shè)施凡是涉及到安全需求,都會(huì)優(yōu)先考慮對(duì)稱加密算法。

對(duì)稱密碼算法的加密密鑰和解密密鑰相同,對(duì)于大多數(shù)對(duì)稱密碼算法,加解密過(guò)程互逆。

(1)加解密通信模型

(2)特點(diǎn):算法公開(kāi)、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高

(3)弱點(diǎn):雙方都使用同樣密鑰,安全性得不到保證

對(duì)稱密碼有流密碼和分組密碼兩種,但是現(xiàn)在普遍使用的是分組密碼:

(4)分組密碼工作模式

1)ECB:電子密碼本(最常用的,每次加密均產(chǎn)生獨(dú)立的密文分組,并且對(duì)其他的密文分組不會(huì)產(chǎn)生影響,也就是相同的明文加密后產(chǎn)生相同的密文)

2)CBC:密文鏈接(常用的,明文加密前需要先和前面的密文進(jìn)行異或運(yùn)算,也就是相同的明文加密后產(chǎn)生不同的密文)

除了這兩種常用的工作模式,還有:

3)CFB:密文反饋

4)OFB:輸出反饋

5)CTR:計(jì)數(shù)器

這五種工作模式主要是密碼學(xué)中算法在進(jìn)行推導(dǎo)演算的時(shí)候所應(yīng)用到的。

6.分組密碼填充方式

1)NoPadding:無(wú)填充

2)PKCS5Padding:

3)ISO10126Padding:

7.常用對(duì)稱密碼:

1)DES(Data Encryption Standard,數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))

2)3DES(Triple DES、DESede,進(jìn)行了三重DES加密的算法)

3)AES(Advanced Encryption Standard,高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn),AES算法可以有效抵制針對(duì)DES的攻擊算法)
先來(lái)看一下這三種算法的簡(jiǎn)單對(duì)比:

算法 密鑰長(zhǎng)度 默認(rèn)密鑰長(zhǎng)度 工作模式 填充方式
DES 56 56 ECB、CBC、PCBC、CTR、CTS、CFB、CFB8-CFB128、OFB、OFB8-OFB128 NoPadding、PKCS5Padding、ISO10126Padding
3DES 112、168 168 ECB、CBC、PCBC、CTR、CTS、CFB、CFB8-CFB128、OFB、OFB8-OFB128 NoPadding、PKCS5Padding、ISO10126Padding
AES 128、192、256 128 ECB、CBC、PCBC、CTR、CTS、CFB、CFB8-CFB128、OFB、OFB8-OFB128 NoPadding、PKCS5Padding、ISO10126Padding

下面我們看如何使用 DES / 3DES / AES 三種算法實(shí)現(xiàn) 對(duì)稱加密:

2.DES算法

1.DES:數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn),是對(duì)稱加密算法領(lǐng)域中的典型算法

2.特點(diǎn):密鑰偏短(56位)、生命周期短(避免被破解)

3.Java實(shí)現(xiàn)

1)生成密鑰

KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DES");//密鑰生成器
keyGen.init(56);//初始化密鑰生成器
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();//生成密鑰
byte[] key = secretKey.getEncoded();//密鑰字節(jié)數(shù)組

2)加密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "DES");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,加密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//加密data

3)解密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "DES");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,解密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//解密data

我們可以發(fā)現(xiàn),加密解密我們只是設(shè)置了不同的模式而已。

3.3DES算法

1.3DES:將密鑰長(zhǎng)度增至112位或168位,通過(guò)增加迭代次數(shù)提高安全性

2.缺點(diǎn):處理速度較慢、密鑰計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)、加密效率不高

3.Java實(shí)現(xiàn)

1)生成密鑰

KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DESede");//密鑰生成器
keyGen.init(168); //可指定密鑰長(zhǎng)度為112或168,默認(rèn)為168 
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();//生成密鑰
byte[] key = secretKey.getEncoded();//密鑰字節(jié)數(shù)組

2)3DES加密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "DESede");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,解密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//加密data

3)3DES解密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "DESede");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,解密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//解密data

4.AES算法(推薦使用)

1.AES:高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn),能夠有效抵御已知的針對(duì)DES算法的所有攻擊

2.特點(diǎn):密鑰建立時(shí)間短、靈敏性好、內(nèi)存需求低、安全性高

3.Java實(shí)現(xiàn)

1)生成密鑰

KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");//密鑰生成器
keygen.init(128); //默認(rèn)128,獲得無(wú)政策權(quán)限后可為192或256
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();//生成密鑰
byte[] key = secretKey.getEncoded();//密鑰字節(jié)數(shù)組

2)AES加密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "AES");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,解密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//加密data

3)AES解密

SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "AES");//恢復(fù)密鑰
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");//Cipher完成加密或解密工作類
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);//對(duì)Cipher初始化,解密模式
byte[] cipherByte = cipher.doFinal(data);//解密data

為了方便使用,我對(duì)DES / 3DES / AES 三種算法進(jìn)行了工具類編寫(xiě),地址:下載地址 (新增DES/3DES/AES工具類)。

到此,DES / 3DES / AES 三種算法實(shí)現(xiàn) 對(duì)稱加密 就說(shuō)完了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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