【Java安全】关于Java中常用加密/解密方法的实现

其他 2019-01-19 09:51:13 阅读次数: 0

安全问题已经成为一个越来越重要的问题，在Java中如何对重要数据进行加密解密是本文的主要内容。

一、常用的加密/解密算法

1.Base64

　　严格来说Base64并不是一种加密/解密算法，而是一种编码方式。Base64不生成密钥，通过Base64编码后的密文就可以直接“翻译”为明文，但是可以通过向明文中添加混淆字符来达到加密的效果。

2.DES

　　DES是一种基于56位密钥的对称算法，1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），随后在国际上广泛流传开来。现在DES已经不是一种安全的加密算法，已被公开破解，现在DES已经被高级加密标准（AES）所代替。

3.3DES

　　3DES是DES的一种派生算法，主要提升了DES的一些实用所需的安全性。

4.AES

　　AES是现在对称加密算法中最流行的算法之一。

 

二、实现所需的一些库

　　为了实现上述的算法，我们可以实用JDK自带的实现，也可以使用一些开源的第三方库，例如Bouncy Castle（https://www.bouncycastle.org/）和comnons codec（https://commons.apache.org/proper/commons-codec/）。

 

三、具体实现

　　1.Base64

package com.tancky.security;


import java.io.IOException;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

public class Base64Demo {
    
    
    private static String src = "TestBase64";
    

    public static void main(String[] args) {
        Base64Demo.jdkBase64();
        Base64Demo.commonsCodecBase64 ();
        Base64Demo.bouncyCastleBase64 ();
    }
    
    //使用JDK的base64实现，
    public static void jdkBase64 (){
        BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
        String encode = encoder.encode(Base64Demo.src.getBytes());
        System.out.println("encode:  " + encode);
        
        BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
        try {
            String decode = new String ( decoder.decodeBuffer(encode));
            System.out.println("decode:  " + decode);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }    
    }
    
    
    //使用apache的commonsCodec实现
    public static void commonsCodecBase64 (){
        byte[] encodeBytes = org.apache.commons.codec.binary.Base64.encodeBase64(Base64Demo.src.getBytes());
        String encode = new String (encodeBytes);
        System.out.println("encode:  " + encode);
        
        byte[] decodeBytes = org.apache.commons.codec.binary.Base64.decodeBase64(encode);
        String decode = new String(decodeBytes);
        System.out.println("decode:  " + decode);
        
    }
    
    //使用bouncyCastlede实现
    public static void bouncyCastleBase64 () {
        byte[] encodeBytes = org.bouncycastle.util.encoders.Base64.encode(Base64Demo.src.getBytes()) ;
        String encode = new String (encodeBytes);
        System.out.println("encode:  " + encode);

        byte[] decodeBytes = org.bouncycastle.util.encoders.Base64.decode(encode);
        String decode = new String(decodeBytes);
        System.out.println("decode:  " + decode);
        
    }

}

2.DES

package com.tancky.security;

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.Security;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

public class DESDemo {
    
    private static String src = "TestDES";
    
    
    public static void jdkDES () {
        
        try {
            //生成密钥Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");
            keyGenerator.init(56);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
        
            
            //KEY转换
            DESKeySpec deSedeKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(deSedeKeySpec);
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(DESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("DESEncode :" + Hex.toHexString(encodeResult));
            
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,convertSecretKey);
            byte[] DecodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("DESDncode :" + new String (DecodeResult));
            
            
            
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    
    }
    
    
    
    public static void bcDES (){
        try {
            
            
            //使用BouncyCastle 的DES加密
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            
            
            //生成密钥Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES","BC");
            keyGenerator.init(56);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
        
            
            //KEY转换
            DESKeySpec deSedeKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(deSedeKeySpec);
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(DESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("DESEncode :" + Hex.toHexString(encodeResult));
            
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,convertSecretKey);
            byte[] DecodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("DESDncode :" + new String (DecodeResult));
            
            
            
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchProviderException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    
    public static void main(String[] args) {
        DESDemo.jdkDES ();
        DESDemo.bcDES();
    }

}

3.3DES

package com.tancky.security;

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.Security;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;

import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

public class TripleDESDemo {
    
    private static String src = "TestTripleDES";
    
    public static void jdkTripleDES () {
        
        try {
            //生成密钥Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede");
            keyGenerator.init(168);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
        
            
            //KEY转换
            DESedeKeySpec deSedeKeySpec = new DESedeKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(deSedeKeySpec);
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(TripleDESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("TripleDESEncode :" + Hex.toHexString(encodeResult));
            
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,convertSecretKey);
            byte[] DecodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("TripleDESDncode :" + new String (DecodeResult));
            
            
            
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    
    }

    
    
    
public static void bcTripleDES () {
        
        try {
            
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            //生成密钥Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede","BC");
            keyGenerator.getProvider();
            keyGenerator.init(168);
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
        
            
            //KEY转换
            DESedeKeySpec deSedeKeySpec = new DESedeKeySpec(bytesKey);
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
            Key convertSecretKey = factory.generateSecret(deSedeKeySpec);
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(TripleDESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("TripleDESEncode :" + Hex.toHexString(encodeResult));
            
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,convertSecretKey);
            byte[] DecodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("TripleDESDncode :" + new String (DecodeResult));
            
            
            
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchProviderException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    
    }
    
    
    
    public static void main(String[] args) {
        jdkTripleDES ();
        bcTripleDES ();

    }

}

4.AES

package com.tancky.security;

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

public class AESDemo {
    
    private static String src = "TestAES";
    
    public static void jdkAES (){
        try {
            
            
            //生成Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
            keyGenerator.init(128);  
            //keyGenerator.init(128, new SecureRandom("seedseedseed".getBytes()));  
            //使用上面这种初始化方法可以特定种子来生成密钥，这样加密后的密文是唯一固定的。
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
            
            //Key转换
            Key key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(AESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("AESencode : " + Hex.toHexString(encodeResult) );
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] decodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("AESdecode : " + new String (decodeResult));
            
            
        
        
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    
    }
    
    
    public static void bcAES (){
        try {
            
            //使用BouncyCastle 的DES加密
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            
            //生成Key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES","BC");
            keyGenerator.getProvider();
            keyGenerator.init(128);  
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
            
            //Key转换
            Key key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] encodeResult = cipher.doFinal(AESDemo.src.getBytes());
            System.out.println("AESencode : " + Hex.toHexString(encodeResult) );
            
            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            byte[] decodeResult = cipher.doFinal(encodeResult);
            System.out.println("AESdecode : " + new String (decodeResult));
            
            
        
        
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchProviderException e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
    
    }
    

    public static void main(String[] args) {
        jdkAES();
        bcAES();

    }

}


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转载自blog.csdn.net/qq_21454973/article/details/80925450
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