java加密算法入门（二）-对称加密详解

什么是对称加密算法？

对称加密算法即加密和解密使用相同密钥的算法。

优缺点：

优点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。

缺点：

（1）交易双方都使用同样钥匙，安全性得不到保证。

（2）每对用户每次使用对称加密算法时，都需要使用其他人不知道的惟一钥匙，这会使得发收信双方所拥有的钥匙数量呈几何级数增长，密钥管理成为用户的负担。对称加密算法在分布式网络系统上使用较为困难，主要是因为密钥管理困难，使用成本较高。

摘录来源：http://www.cnblogs.com/Free-Thinker/p/5825582.html

常用的算法：

DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)
3DES(Triple Data Encryption Algorithm，三重数据加密算法)
AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准，又称Rijndael加密法)
PBE(Password-based encryption，基于密码验证)

本文会介绍通过JDK来实现上述相关算法，会在源码中加入其它第三方包的开发源码，建议先看：java加密算法入门（一）-算法概念及单向加密理解相关概念。另外，本文不会讲述太多算法原理，注重在应用。

2、DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)

DES是最基本的对称加密算法，也是使用频率最高的一种算法，加密密钥与解密密钥相同。DES出身比较好，出自IBM之手，后被美国军方采纳，之后便广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位密钥，以现代计算能力，24小时内即可被破解。虽然如此，在某些简单应用中，我们还是可以使用DES加密算法。DES使用56位长度的密钥,有些提供商可能附加8位奇偶校验位。

java加密算法入门（二）-对称加密详解

2.1 算法流程：

发送者构建秘钥-->发送秘钥--> 接收者

发送者明文-->DES算法+秘钥加密--> 密文--> 接收者

接收者--> DES算法+秘钥解密--> 明文

2.2 具体实现

1.初始化密钥
使用KeyGenerator类的getInstance()静态方法,获取生成指定算法的密钥生成器,参数是算法名称.
使用KeyGenerator类的init()方法进行密钥生成器的初始化,指定密钥生成器产生密钥的长度.
使用KeyGenerator类的generatorKey()方法生成一个密钥对象,返回SecretKey密钥对象.
SecretKey为密钥对象.使用它的getEncoded()方法返回一个密钥(字节数组形式)

public static byte[] initSecretKey(){
//返回生成指定算法密钥的KeyGenerator对象
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DES"); 
//初始化此密钥生成器,使其具有确定的密钥大小
kg.init(56);
//生成一个密钥
SecretKey secretKey = kg.generateKey();
return secretKey.getEncoded();
}

2.转化密钥(还原密钥),将jdk生成的密钥对象转化成DES规则的密钥对象.
创建一个DESKeySpec实例,作用是将JDK初始化的密钥转化成DES规则的密钥,构造方法参数是JDK生成的密钥(字节数组形式).
使用SecretKeyFactory类的getInstance()静态方法获取一个密钥工厂实例,参数是算法名称
使用SecretKeyFactory类的generateSecret()方法生成密钥,参数是DESKeySpec实例.返回SecretKey,返回的SecretKey实例就是符合DES算法的密钥.

private static Key toKey(byte[] key){
//实例化DES密钥规则
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
//实例化密钥工厂
SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
//生成密钥
SecretKey secretKey = skf.generateSecret(dks);
return secretKey;
}

3.加密
创建Cipher对象，该类提供加密和解密功能，使用Cipher类的getInstance()静态方法,参数是“算法/模式/填充”或“算法”，后一种参数使用默认值，后续类似，默认不在说明。
初始化Cipher对象，init(int opmode, Key key)，参数:opmode为以下之一：ENCRYPT_MODE、DECRYPT_MODE、WRAP_MODE 或 UNWRAP_MODE,key - 密钥
加密操作,返回加密后的字节数组，然后需要编码。主要编解码方式有Base64, HEX, UUE, 7bit等等。
编码,ps:此为测试用

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("jdk des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));

4.解密
将服务器返回的加密字符串，先用Base64、HEX等解码成byte[]
再用加密时相同的加密方式及key进行解密。加密与解密代码几乎相同。唯一区别为在Cipher类init时，工作模式为Cipher.DECRYPT_MODE。

2.3 实现代码

/**
 * {@link http://www.cnblogs.com/allanzhang/}
 * @author 小卖铺的老爷爷
 *
 */
public class DESTest 
{
    public static final String src = "laoyeye des";
    public static void main(String[] args) 
    {
        jdkDES();
        bcDES();
    }
    
    // 用jdk实现:
    public static void jdkDES()
    {
        try 
        {
            // 生成KEY
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");            
            keyGenerator.init(56);
            // 产生密钥
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            // 获取密钥
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
            // KEY转换
            DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
            // 加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");//
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            System.out.println("jdk des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
            // 解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("jdk des decrypt:" + new String(result));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    // 用bouncy castle实现:
    public static void bcDES()
    {
        try 
        {
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            // 生成KEY
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES", "BC");
            keyGenerator.getProvider();
            keyGenerator.init(56);
            // 产生密钥
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            // 获取密钥
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
            // KEY转换
            DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
            // 加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            System.out.println("bc des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
            // 解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("bc des decrypt:" + new String(result));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

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