数据加解密之Java实现Base64加密

https://blog.csdn.net/slvayf/article/details/83377834
本文知识点引自上方链接
//--------------------------------划重点（知道在Java中有加密这么一回事即可，会使用base64加密）
可直接看实现方式

明文：准备加密的信息

加密：把明文处理为密文的过程

加密算法：具体实现明文转为密文的算法

加密密钥：通过加密算法进行加密操作需要的密钥

密文：被加密的明文

解密：将密文转为明文的过程

解密算法：具体实现密文转为明文的算法

解密密钥：通过解密算法进行解密操作需要的密钥

密码分析、主动攻击、被动攻击、密码体制（五部分）、密码协议（安全协议）、密码系统、柯克霍夫原则（现代密码学设计的基本原则）
时间：古典密码（以字符为基本加密单元）、现代密码（以信息块为基本加密单元）

保密内容：受限制算法（算法保密）（属于古典密码）、基于密钥算法（算法公开）（属于现代密码）

密码体制：对称密码（加解密密钥相同）、非对称密码（加密密钥和解密秘钥不同）

散列函数： 单向函数，验证数据完整性（长度不受限制、哈希值容易计算、运算过程不可逆）
消息摘要算法（MD类，如MD5）、安全散列算法（SHA）、消息认证算法（MAC）

数字签名： 主要是针对以数字形式存储的消息进行的处理
具体内容见我的另一篇文章

OSI与TCP/IP安全体系：
引用：ISO/OSI网络体系结构和TCP/IP协议模型

引用：OSI与TCP IP安全体系参考模型

Java的安全组成
JCA（Java Cryptography Architectrue）Java加密体系 （API）

提供基本的加密框架，如（消息摘要、数字签名）
JCE（Java Cryptography Extension）Java加密拓展 （API）

在JCA的基础上提供扩展,提供更多加密算法和密钥管理的功能
JSSE （Java Secure Socket Extesion）Java安全套接字拓展

提供基于SSL的加密功能，主要用于网络传输的过程中
JAAS（Java Authentication and Authentication Service）Java认证和认证服务

提供了在Java这个平台上进行用户身份验证的能力

引用：Java安全组成、包及第三方扩展

Java安全相关的包：
java.security：提供消息摘要算法，源码可见

javax.crypto：提供安全消息摘要、消息认证（鉴别）码

java.net.ssl：安全套接字，和网络传输相关的加解密操作，常用类（HttpsURLConnection、SSLContext）

Java安全相关第三方扩展
Bouncy Castle：开源，两种使用方式（配置、API调用）

Commons Codec：开源，Apache提供，Base64，URL编码解码，字符集编码

Base64算法： 百度百科
Base64算法的应用场景：E-Mail、密钥、证书文件

产生的历史原因：邮件的“历史问题” 当时，邮件在传输一些非ASCLL码的值，在一些不同的网关或者网络会出现问题。

定义：基于64个字符的编码算法 （RFC 2045关于Base算法的基本规范）

   Base64就是基于英文字母（大小写各26个共52个）+数字（10个）+两个特殊字符（+ /）来实现编码替换的加密方式。它并非是一个严格意义的加解密的算法，只是一种编码的替换格式，而且对应的编码和值是公开的，比较容易破解，违反柯克霍夫原则。如果加上一些扰码，安全性会稍高一些。

在Java中的实现方式：

—JDK（不推荐使用）

   使用JDK进行Base64的加密解密都是使用sun.misc包下的BASE64Encoder及BASE64Decoder的sun.misc.BASE64Encoder和BASE64Decoder类。这个类是sun公司的内部方法，并没有在java api中公开过，不属于JDK标准库范畴，但在JDK中包含了该类，可以直接使用。如果在Eclipse和MyEclipse中直接使用,却找不到该类。

解决方法：解决Eclipse中无法直接使用Base64Encoder的问题

package practice;

public class Base64Test {

private static String str = "test text";

public static void main(String[] args) {
	jdkBase64();
}

public static void jdkBase64() {
	BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
	String encoder = encoder.encode(str.getBytes());
	System.out.println(encoder);
	BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
	System.out.println(new String(decoder.decodeBuffer(encoder)));
}

}
—Commons Codec

提前导入的.jar包：commons-codec-1.10.jar

下载jar包

package practice;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class Base64Test {

private static String str = "test text";

public static void main(String[] args) {
	commonsCodecBase64();
}

public static void commonsCodecBase64() {
	String encode = new String(Base64.encodeBase64(str.getBytes()));
	System.out.println(encode);

	String decode = new String(Base64.decodeBase64(encode));
	System.out.println(decode);
}

}
—Bouncy Castle

提前导入的.jar包：bcprov-jdk15on-149.jar

package practice;

import org.bouncycastle.util.encoders.Base64;

public class Base64Test {

private static String str = "test text";

public static void main(String[] args) {
	bouncyCastleBase64();
}

public static void bouncyCastleBase64() {
	String encode = new String(Base64.encode(str.getBytes()));
	System.out.println(encode);

	String decode = new String(Base64.decode(encode));
	System.out.println(decode);
}

}
封装起来：（用着舒服）

package pers.slvayf.aio.verification;

import org.bouncycastle.util.encoders.Base64;

/******************************************************************************************

• 2018.10.25
• Release
• By slvayf.
• Eclipse Java Oxygen & JDK-9.0.4 & bcprov-jdk15on-149.jar
• Base64文本预处理工具类
• 利用 bouncycastle扩展类为系统提供Base64算法能力，对参数文本进行Base64处理并return

---

*/
public class Base64Tools {

public static String bouncyCastleEn(String str) {
	String encryption = new String(Base64.encode(str.getBytes()));
	return encryption;
}

public static String bouncyCastleDe(String str) {
	String decrypt = new String(Base64.decode(str));
	return decrypt;
}

}
调用一下：（静态方法，直接调用就行）

// 加密
String encryption = Base64Tools.bouncyCastleEn(str);
// 解密
String decryptGet = Base64Tools.bouncyCastleDe(str);

引用的资料
https://blog.csdn.net/htyurencaotang/article/details/11473015
ISO/OSI网络体系结构和TCP/IP协议模型

1. ISO/OSI的参考模型共有7层，由低层至高层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、

   应用层。各层功能分别为：

（1）物理层

     提供建立、维护和拆除物理链路所需的机械、电气、功能和规程的特性；提供有关在传输介质上传输非结构的位流

    及物理链路故障检测指示。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。

（2）数据链路层

    负责在两个相邻结点间的线路上，无差错地传送以帧为单位的数据，并进行流量控制。每一帧包括一定数量的数据

    和一些必要的控制信息。与物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。在传送数据时，如

    果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发方重发这一帧。

（3）网络层

     为传输层实体提供端到端的交换网络数据传送功能，使得传输层摆脱路由选择、交换方式、拥挤控制等网络传输

     细节；可以为传输层实体建立、维持和拆除一条或多条通信路径；对网络传输中发生的不可恢复的差错予以报告。

     网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息——源站点和目的站点

    地址的网络地址。

（4）传输层

     为会话层实体提供透明、可靠的数据传输服务，保证端到端的数据完整性；选择网络层的最适宜的服务；提供建

     立、维护和拆除传输连接功能。传输层根据通信子网的特性，最佳的利用网络资源，为两个端系统的会话层之间提

     供建立、维护和取消传输连接的功能，并以可靠和经济的方式传输数据。在这一层，信息的传送单位是报文。

（5）会话层

     为彼此合作的表示层实体提供建立、维护和结束会话连接的功能；完成通信进程的逻辑名字与物理名字间的对应；

     提供会话管理服务。

（6）表示层

      为应用层进程提供能解释所交换信息含义的一组服务，即将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为

      适合于OSI系统内部使用的传送语法，提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩，解压缩，加密和解密等

      工作都由表示层负责。

（7）应用层

      提供OSI用户服务，即确定进程之间通信的性质，以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。

简言之，各层的作用：

 物理层：在物理媒体上传输原始的数据比特流。

数据链路层：将数据分成一个个数据帧，以数据帧为单位传输。有应有答，遇错重发。

网络层：将数据分成一定长度的分组，将分组穿过通信子网，从信源选择路径后传到信宿。

传输层：提供不具体网络的高效、经济、透明的端到端数据传输服务。

会话层：进程间的对话也称为会话，会话层管理不同主机上各进程间的对话。

表示层： 为应用层进程提供格式化的表示和转换数据服务。

应用层：提供应用程序访问OSI环境的手段。

2. ISO/OSI参考模型与TCP/IP协议模型中各层的对应关系：

3. 数据的封装和解封：

4. OSI网络体系结构各层协议：

（1）应用层：TELNET、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、HTTP、BOOTP、DHCP、DNS
（2）表示层：
文本：ASCII，EBCDIC
图形：TIFF，JPEG，GIF，PICT
声音：MIDI，MPEG，QUICKTIME

（3）会话层：NFS、SQL、RPC 、X-WINDOWS、ASP（APPTALK会话协议）、SCP
（4）传输层：TCP、UDP、SPX
（5）网络层：IP、IPX、ICMP、RIP、OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)
（6）数据链路层：SDLC、HDLC、PPP、STP（Spanning Tree Protocol）、帧中继
（7）物理层：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45

5. 常用端口（每个协议都有一个缺省端口）

配合加密加密的知识需要网络传输 相关知识，网络安全相关专业的就必须要熟练使用
（了解即可）

https://blog.csdn.net/chengqiuming/article/details/78714624
引用：Java安全组成、包及第三方扩展
java安全组成、包及第三方扩展
2017年12月04日 22:21:10 chengqiuming 阅读数：367
版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/chengqiuming/article/details/78714624
一 Java安全组成
JCA：Java Cryptography Architecture
JCE：Java Cryptography Extension
JSSE：Java Secure Socket Extension
JAAS：Java Authentication and Authencication Service

二 Java安全扩展

三 配置文件

四 JDK相关Java包和类
java.security:消息摘要
javax.crypto:安全消息摘要、消息认证（鉴别）码
java.net.ssl:安全套接字

五 第三方Java扩展
1、Bouncy Castle
两种支持方案：1）配置；2）调用
2、Commons Codec
Apache
Base64、二进制、十六进制、字符集编码
URL编码/解码

六 Java编程中常用类
1、消息编码
BASE64Encoder、BASE64Decoder
2、消息摘要
MessageDigest
3、对称密码
KeyGenerator、SecretKey、Cipher
4、非对称密码
KeyPairGenerator、KeyFactory、KeyPair、PublicKey、PrivateKey、Cipher
5、数字签名
Signature

https://baike.baidu.com/item/bouncy castle/2966441
Bouncy Castle：开源，两种使用方式（配置、API调用）
bs官网（使用bc ，jdk是有版本限制的，需要注意）
https://www.bouncycastle.org/
用于Java 的Bouncy Castle Crypto API包括以下内容：

轻量级加密API。

Java加密扩展（JCE）和Java加密体系结构（JCA）的提供程序。

Java安全套接字扩展（JSSE）的提供程序。

JCE 1.2.1的洁净室实现。

用于读取和编写编码的ASN.1对象的库。

用于TLS（RFC 2246，RFC 4346）和DTLS（RFC 6347 / RFC 4347）的轻量级API。

版本1和版本3 X.509证书，版本2 CRL和PKCS12文件的生成器。

版本2 X.509属性证书的生成器。

用于S / MIME和CMS的生成器/处理器（PKCS7 / RFC 3852）。

OCSP的发生器/处理器（RFC 2560）。

TSP的生成器/处理器（RFC 3161和RFC 5544）。

CMP和CRMF的生成器/处理器（RFC 4210和RFC 4211）。

OpenPGP的生成器/处理器（RFC 4880）。

用于扩展访问控制（EAC）的生成器/处理器。

数据验证和认证服务器（DVCS）的生成器/处理器 - RFC 3029。

用于基于DNS的命名实体认证的发生器/处理器（DANE）。

用于RFC 7030安全传输（EST）注册的生成器/处理器。

签名的jar版本适用于JDK 1.4-1.8和Sun JCE。

Commons Codec：开源，Apache提供，Base64，URL编码解码，字符集编码
https://baike.baidu.com/item/Commons codec/5191235
使用例子
https://www.cnblogs.com/tingzi/archive/2012/08/17/2643742.html

解决Eclipse中无法直接使用Base64Encoder的问题
https://blog.csdn.net/u011514810/article/details/72725398

Java Base64 加密与解密
https://blog.csdn.net/neweastsun/article/details/80542350

ava 8 中 Base 64
java 8 在标准API中增加Base64功能，通过 java.util.Base64工具类。首先我们看基本的加密过程：

Java 8 基本 Base64
基本的加密尽量保持简单，加密输入字符串没有增加任何换行符。输出被映射到“A-Za-z0-9+/”字符集中，解密从该字符集中解析为任意字符。

首先加密一个简单字符串：

String originalInput = “test input”;
String encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(originalInput.getBytes());

我们通过简单Base64.getEncoder()工具方法获得完整的加密API，现在我们来解密并返回原始字符串：

byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encodedString);
String decodedString = new String(decodedBytes);

java 8 Base64编码没有填充
如果Base64编码的二进制数据不是3的倍数，输出结果使用“=”号进行填充，所以结果会有一个或两个“=”号。
解密是填充的“=”号会被丢弃。如果你省略填充“=”，结果字符串可能不能被正确解密，可以简单使用解密没有填充方法：

String encodedString =
Base64.getEncoder().withoutPadding().encodeToString(originalInput.getBytes());

Java 8 URL 加密
URL加密和上述基本加密类似，它使用URL和文件名安全Base64字母表(没有‘+’和‘/’,增加‘-’和‘_’)，不添加任何换行隔:

String originalUrl = “https://www.google.co.nz/?gfe_rd=cr&ei=dzbFV&gws_rd=ssl#q=java”;
String encodedUrl = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(originalURL.getBytes());

解密方式一致——getUrlDecoder() 工具方法返回java.util.Base64.Decoder ，然后解密URL:

byte[] decodedBytes = Base64.getUrlDecoder().decode(encodedUrl);
String decodedUrl = new String(decodedBytes);

Java 8 MIME 加密
MIME 英文全称为：Multipurpose Internet Mail Extensions。
首先生成一些基本MIME输入数据用于加密：

private static StringBuilder getMimeBuffer() {
StringBuilder buffer = new StringBuilder();
for (int count = 0; count < 10; ++count) {
buffer.append(UUID.randomUUID().toString());
}
return buffer;
}

MIME加密工具生成Base64加密输出，输出被映射到“A-Za-z0-9+/”字符集中，编码输出必须以每行不超过76个字符的形式表示，并使用后面跟着的回车符’\r’和换行符’\n’为分隔符。

StringBuilder buffer = getMimeBuffer();
byte[] encodedAsBytes = buffer.toString().getBytes();
String encodedMime = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(encodedAsBytes);

getMimeDecoder() 工具方法返回java.util.Base64.Decoder 用于解密过程：

byte[] decodedBytes = Base64.getMimeDecoder().decode(encodedMime);
String decodedMime = new String(decodedBytes);

使用Apache Commons Code实现加密和解密
首先引入maven依赖：

commons-codec commons-codec 1.10

其主要API是org.apache.commons.codec.binary.Base64类，其重构了带有不同参数的构造函数。

Base64(boolean urlSafe) – 通过控制URL安全模式创建 Base64 API
Base64(int lineLength) – 创建URL非安全模式的 Base64 API ，并控制行的长度(缺省为 76)
Base64(int lineLength, byte[] lineSeparator) – 接收额外换行符参数创建 Base64 API去，缺省为 CRLF (“\r\n”)
Base64 API创建之后，加密、解密则非常简单：

String originalInput = “test input”;
Base64 base64 = new Base64();
String encodedString = new String(base64.encode(originalInput.getBytes()));

Base64的decode() 方法返回解密字符串：

String decodedString = new String(base64.decode(encodedString.getBytes()));

另外也可以使用Base64静态API，代替创建实例：

String originalInput = “test input”;
String encodedString = new String(Base64.encodeBase64(originalInput.getBytes()));
String decodedString = new String(Base64.decodeBase64(encodedString.getBytes()));

总结
本文介绍了java中Base64加密和解密的基本用法，使用java 8 新引入的API和Apache Commons。
另外还有其他库实现类似功能——java.xml.bind.DataTypeConverter 提供的 printHexBinary 和 parseBase64Binary。

作者：neweastsun
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/neweastsun/article/details/80542350
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