Java加密技術（二）

接下來我們介紹對稱加密算法，最常用的莫過於DES數據加密算法。

DES

DES-Data Encryption Standard,即數據加密算法。是IBM公司於1975年研究成功並公開發表的。DES算法的入口參數有三個:Key、Data、Mode。其中Key為8個字節共64位,是DES算法的工作密鑰;Data也為8個字節64位,是要被加密或被解密的數據;Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。

DES算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,它所使用的密鑰也是64位。

通過java代碼實現如下：Coder類見 Java加密技術（一）

Java代碼

import　java.security.Key;
import　java.security.SecureRandom;
import　javax.crypto.Cipher;
import　javax.crypto.KeyGenerator;
import　javax.crypto.SecretKey;
import　javax.crypto.SecretKeyFactory;
import　javax.crypto.spec.DESKeySpec;

/**
　 *　DES安全編碼組件
　 *
　 *　<pre>
　 *　支持　DES、DESede(TripleDES,就是3DES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)
　 *　DES
key　size　must　be　equal　to　56
　 *　DESede(TripleDES)
key　size　must　be　equal　to　112　or　168
　 *　AES
key　size　must　be　equal　to　128,　192　or　256,but　192　and　256　bits　may　not　be　available
　 *　Blowfish
key　size　must　be　multiple　of　8,　and　can　only　range　from　32　to　448　(inclusive)
　 *　RC2
key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 *　RC4(ARCFOUR)
key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 *　具體內容　需要關注　JDK　Document　http://.../docs/technotes/guides/security/SunProviders.html
　 *　</pre>
　 *
　 *　@author　梁棟
　 *　@version　1.0
　 *　@since　1.0
　 */
public　abstract　class　DESCoder　extends　Coder　{
/**
　 *　ALGORITHM　算法　<br>
　 *　可替換為以下任意一種算法，同時key值的size相應改變。
　 *
　 *　<pre>
　 *　DES
key　size　must　be　equal　to　56
　 *　DESede(TripleDES)
key　size　must　be　equal　to　112　or　168
　 *　AES
key　size　must　be　equal　to　128,　192　or　256,but　192　and　256　bits　may　not　be　available
　 *　Blowfish
key　size　must　be　multiple　of　8,　and　can　only　range　from　32　to　448　(inclusive)
　 *　RC2
key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 *　RC4(ARCFOUR)
key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 *　</pre>
　 *
　 *　在Key　toKey(byte[]　key)方法中使用下述代碼
　 *　<code>SecretKey　secretKey　=　new　SecretKeySpec(key,　ALGORITHM);</code>　替換
　 *　<code>
　 *　DESKeySpec　dks　=　new　DESKeySpec(key);
　 *　SecretKeyFactory　keyFactory　=　SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
　 *　SecretKey　secretKey　=　keyFactory.generateSecret(dks);
　 *　</code>
　 */
public　static　final　String　ALGORITHM　=　"DES";

/**
　 *　轉換密鑰<br>
　 *
　 *　@param　key
　 *　@return
　 *　@throws　Exception
　 */
private　static　Key　toKey(byte[]　key)　throws　Exception　{
DESKeySpec　dks　=　new　DESKeySpec(key);
SecretKeyFactory　keyFactory　=　SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
SecretKey　secretKey　=　keyFactory.generateSecret(dks);

//　當使用其他對稱加密算法時，如AES、Blowfish等算法時，用下述代碼替換上述三行代碼
//　SecretKey　secretKey　=　new　SecretKeySpec(key,　ALGORITHM);

return　secretKey;
}

/**
　 *　解密
　 *
　 *　@param　data
　 *　@param　key
　 *　@return
　 *　@throws　Exception
　 */
public　static　byte[]　decrypt(byte[]　data,　String　key)　throws　Exception　{
Key　k　=　toKey(decryptBASE64(key));

Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,　k);

return　cipher.doFinal(data);
}

/**
　 *　加密
　 *
　 *　@param　data
　 *　@param　key
　 *　@return
　 *　@throws　Exception
　 */
public　static　byte[]　encrypt(byte[]　data,　String　key)　throws　Exception　{
Key　k　=　toKey(decryptBASE64(key));
Cipher　cipher　=　Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,　k);

return　cipher.doFinal(data);
}

/**
　 *　生成密鑰
　 *
　 *　@return
　 *　@throws　Exception
　 */
public　static　String　initKey()　throws　Exception　{
return　initKey(null);
}

/**
　 *　生成密鑰
　 *
　 *　@param　seed
　 *　@return
　 *　@throws　Exception
　 */
public　static　String　initKey(String　seed)　throws　Exception　{
SecureRandom　secureRandom　=　null;

if　(seed　!=　null)　{

secureRandom　=　new　SecureRandom(decryptBASE64(seed));
}　else　{

secureRandom　=　new　SecureRandom();
}

KeyGenerator　kg　=　KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
kg.init(secureRandom);

SecretKey　secretKey　=　kg.generateKey();

return　encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
}
}

延續上一個類的實現，我們通過MD5以及SHA對字符串加密生成密鑰，這是比較常見的密鑰生成方式。

再給出一個測試類：

Java代碼

import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
/** *//**
 *
 * @author by http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class DESCoderTest {
    @Test
    public void test() throws Exception {
        String inputStr = "DES";
        String key = DESCoder.initKey();
        System.err.println("原文:\t" + inputStr);
        System.err.println("密鑰:\t" + key);
        byte[] inputData = inputStr.getBytes();
        inputData = DESCoder.encrypt(inputData, key);
        System.err.println("加密後:\t" + DESCoder.encryptBASE64(inputData));
        byte[] outputData = DESCoder.decrypt(inputData, key);
        String outputStr = new String(outputData);
        System.err.println("解密後:\t" + outputStr);
        assertEquals(inputStr, outputStr);
    }
}

得到的輸出內容如下：

Console代碼

原文:
DES
密鑰:
f3wEtRrV6q0=
加密後:
C6qe9oNIzRY=
解密後:
DES

由控制台得到的輸出，我們能夠比對加密、解密後結果一致。這是一種簡單的加密解密方式，只有一個密鑰。

其實DES有很多同胞兄弟，如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)。這裡就不過多闡述了，大同小異，只要換掉ALGORITHM換成對應的值，同時做一個代碼替換SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);就可以了，此外就是密鑰長度不同了。

Java代碼

/**
　 *　DES　　　　　key　size　must　be　equal　to　56
　 *　DESede(TripleDES)　key　size　must　be　equal　to　112　or　168
　 *　AES　　　　　key　size　must　be　equal　to　128,　192　or　256,but　192　and　256　bits　may　not　be　available
　 *　Blowfish　　　key　size　must　be　multiple　of　8,　and　can　only　range　from　32　to　448　(inclusive)
　 *　RC2　　　　　key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 *　RC4(ARCFOUR)　key　size　must　be　between　40　and　1024　bitS
　 **/