Java 加密算法：对称加密和非对称加密总结

Java 中有两种常见的加密算法：对称加密和非对称加密。本文将详细介绍这两种加密算法及其在 Java 中的应用。

一、对称加密

对称加密算法需要一个密钥，用于加密和解密数据。加密和解密使用的是同一个密钥，因此被称为对称加密。对称加密算法的优点是加解密速度快，但它的缺点是密钥需要安全地传输，否则就会被攻击者获取并破解密文。

在 Java 中，常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES 等。其中，AES 是最常用的一种对称加密算法，它具有以下优点：

安全性高: AES 是目前公认安全的对称加密算法之一。
速度快: AES 加密、解密速度快，适合于对大量数据进行加密处理。
算法灵活: AES 支持多种密钥长度，包括 128、192 和 256 位。密钥越长，加密强度越高。

在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包提供的相关类和方法来实现对称加密。

以下是一个简单的 Java 代码示例，使用 AES 对称加密算法对数据进行加密和解密：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;

public class SymmetricEncryptionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plainText = "This is a test message.";

        // 生成 AES 密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGenerator.init(128);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

        // 加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] cipherTextBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        String cipherText = Base64.getEncoder().encodeToString(cipherTextBytes);
        System.out.println("Cipher text: " + cipherText);

        // 解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(cipherText));
        String decryptedText = new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
        System.out.println("Decrypted text: " + decryptedText);
    }
}

在上面的代码中，我们使用 AES 对称加密算法对字符串数据进行了加密和解密。我们首先使用 KeyGenerator 类生成一个随机的 AES 密钥，然后使用 Cipher 类对数据进行加密和解密。

二、非对称加密

非对称加密算法需要一对密钥，一把私钥和一把公钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密数据或进行数字签名。非对称加密算法被应用于数字签名、密钥协商等方面。非对称加密算法可以避免对称加密算法中密钥传输安全性的问题，但它的缺点是加解密速度较慢。

在 Java 中，常见的非对称加密算法有 RSA、DSA 等。其中，RSA 是最常用的一种非对称加密算法，它具有以下优点：

安全性高: RSA 是目前公认安全的非对称加密算法之一。
算法灵活: RSA 支持多种密钥长度，包括 512、1024 和 2048 位。密钥越长，加密强度越高。

在 Java 中，可以使用 java.security 包提供的相关类和方法来实现非对称加密。

以下是一个简单的 Java 代码示例，使用 RSA 非对称加密算法对数据进行加密和解密：

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;

import javax.crypto.Cipher;

public class AsymmetricEncryptionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plainText = "This is a test message.";

        // 生成 RSA 密钥对
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        // 加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] cipherTextBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());
        String cipherText = new String(cipherTextBytes);

        // 解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(cipherTextBytes);
        String decryptedText = new String(decryptedBytes);

        System.out.println("Original text: " + plainText);
        System.out.println("Encrypted text: " + cipherText);
        System.out.println("Decrypted text: " + decryptedText);
    }
}

在上面的代码中，我们使用 RSA 非对称加密算法对字符串数据进行了加密和解密。我们首先使用 KeyPairGenerator 类生成一个随机的 RSA 密钥对，然后使用 Cipher 类对数据进行加密和解密。在加密过程中，我们使用公钥对数据进行加密；在解密过程中，我们使用私钥对数据进行解密。最后我们输出原始文本、加密文本和解密后的文本。