• 第九章 对称加密算法--IDEA


    注意:本节内容主要参考自《Java加密与解密的艺术(第2版)》第7章“初等加密算法--对称加密算法”

    9.1、IDEA

    特点:

    • 先于AES出来取代DES
    • 安全性极高
    • 常用于电子邮件加密算法

    9.2、实现方式

    • Bouncy Castle(BC,工作模式只有ECB,密钥长度为128位)

    9.2.1、基于BC实现的IDEA算法

      1 package com.util.idea;
      2 
      3 import java.io.UnsupportedEncodingException;
      4 import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
      5 import java.security.InvalidKeyException;
      6 import java.security.Key;
      7 import java.security.NoSuchAlgorithmException;
      8 import java.security.NoSuchProviderException;
      9 import java.security.Security;
     10 import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
     11 
     12 import javax.crypto.BadPaddingException;
     13 import javax.crypto.Cipher;
     14 import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
     15 import javax.crypto.KeyGenerator;
     16 import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
     17 import javax.crypto.SecretKey;
     18 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
     19 
     20 import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
     21 import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
     22 
     23 /**
     24  * 基于BC的IDEA算法,工作模式只有ECB
     25  */
     26 public class IDEABC {
     27     private static final String ENCODING = "UTF-8";
     28     private static final String KEY_ALGORITHM = "IDEA";//产生密钥的算法
     29     private static final String CIPHER_ALGORITHM = "IDEA/ECB/PKCS5Padding";//加解密算法 格式:算法/工作模式/填充模式
     30     /**
     31      * 产生密钥
     32      */
     33     public static byte[] getKey() throws NoSuchAlgorithmException{
     34         Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());//在BC中用,JDK下去除
     35         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
     36         keyGenerator.init(128);//初始化密钥长度,128
     37         SecretKey key =keyGenerator.generateKey();//产生密钥
     38         return key.getEncoded();
     39     }
     40     
     41     /**
     42      * 还原密钥:二进制字节数组转换为Java对象
     43      */
     44     public static Key toKey(byte[] keyByte){
     45         return new SecretKeySpec(keyByte, KEY_ALGORITHM);
     46     }
     47     
     48     /**
     49      * IDEA加密
     50      * @param data     带加密数据
     51      * @param keyByte  密钥
     52      */
     53     public static byte[] encrypt(String data, byte[] keyByte) throws NoSuchAlgorithmException, 
     54                                                                      NoSuchProviderException, 
     55                                                                      NoSuchPaddingException, 
     56                                                                      InvalidKeyException, 
     57                                                                      IllegalBlockSizeException, 
     58                                                                      BadPaddingException, 
     59                                                                      UnsupportedEncodingException {
     60         Key key = toKey(keyByte);//还原密钥
     61         Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM,"BC");//BC下用
     62         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);//设置加密模式并且初始化key
     63         return cipher.doFinal(data.getBytes(ENCODING));
     64     }
     65     
     66     /**
     67      * IDEA加密,并转为16进制字符串或Base64编码字符串
     68      */
     69     public static String encryptIDEAHex(String data, byte[] keyByte) throws NoSuchAlgorithmException, 
     70                                                                            NoSuchProviderException, 
     71                                                                            NoSuchPaddingException, 
     72                                                                            InvalidKeyException, 
     73                                                                            IllegalBlockSizeException, 
     74                                                                            BadPaddingException, 
     75                                                                            UnsupportedEncodingException {
     76         byte[] encodedByte = encrypt(data, keyByte);
     77         //return new String(Hex.encode(encodedByte));//借助BC
     78         //return new String(org.apache.commons.codec.binary.Hex.encodeHexString(encodedByte));//借助CC
     79         return Base64.encodeBase64String(encodedByte);//借助CC的Base64编码
     80     }
     81     
     82     /**
     83      * IDEA解密
     84      * @param data        待解密数据为字节数组
     85      * @param keyByte    密钥
     86      */
     87     public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] keyByte) throws NoSuchAlgorithmException, 
     88                                                                      NoSuchProviderException, 
     89                                                                      NoSuchPaddingException, 
     90                                                                      InvalidKeyException, 
     91                                                                      IllegalBlockSizeException, 
     92                                                                      BadPaddingException {
     93         Key key = toKey(keyByte);//还原密钥
     94         Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM,"BC");//BC下用
     95         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
     96         return cipher.doFinal(data);
     97     }
     98     
     99     /**
    100      * IDEA解密
    101      * @param data        待解密数据为字符串
    102      * @param keyByte    密钥
    103      */
    104     public static byte[] decrypt(String data, byte[] keyByte) throws NoSuchAlgorithmException, 
    105                                                                      NoSuchProviderException, 
    106                                                                      NoSuchPaddingException, 
    107                                                                      InvalidKeyException, 
    108                                                                      IllegalBlockSizeException, 
    109                                                                      BadPaddingException  {
    110         Key key = toKey(keyByte);//还原密钥
    111         Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM,"BC");//BC下用
    112         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    113         return cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(data));//注意data不可以直接采用data.getByte()方法转化为字节数组,否则会抛异常
    114     }
    115     
    116     /**
    117      * 测试
    118      */
    119     public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, 
    120                                                   InvalidKeyException, 
    121                                                   InvalidKeySpecException, 
    122                                                   NoSuchPaddingException, 
    123                                                   IllegalBlockSizeException, 
    124                                                   BadPaddingException, 
    125                                                   UnsupportedEncodingException, 
    126                                                   NoSuchProviderException, 
    127                                                   InvalidAlgorithmParameterException {
    128         String data = "找一个好姑娘做老婆是我的梦 想!";
    129         /*************测试encrypt()、decrypt()**************/
    130         System.out.println("原文-->"+data);
    131         byte[] keyByte = IDEABC.getKey(); 
    132         System.out.println("密钥-->"+Base64.encodeBase64String(keyByte));//这里将二进制的密钥使用base64加密保存,这也是在实际中使用的方式
    133         byte[] encodedByte = IDEABC.encrypt(data, keyByte);
    134         System.out.println("加密后-->"+encodedByte);
    135         byte[] encodedByte2 = IDEABC.encrypt(data, keyByte);
    136         System.out.println("加密后-->"+encodedByte2);
    137         byte[] decodedByte = IDEABC.decrypt(encodedByte, keyByte);
    138         System.out.println("解密后-->"+decodedByte);
    139         for(int i=0;i<encodedByte.length;i++){
    140             System.out.println(encodedByte[i]==encodedByte2[i]);
    141         }
    142         /*************测试encryptIDEAHex()、decrypt()**************/
    143         System.out.println("原文-->"+data);
    144         byte[] keyByte3 = IDEABC.getKey(); 
    145         System.out.println("密钥-->"+Base64.encodeBase64String(keyByte3));//这里将二进制的密钥使用base64加密保存,这也是在实际中使用的方式
    146         String encodedStr = IDEABC.encryptIDEAHex(data, keyByte3);
    147         System.out.println("加密后-->"+encodedStr);
    148         String encodedByte4 = IDEABC.encryptIDEAHex(data, keyByte3);
    149         System.out.println("加密后-->"+encodedByte4);
    150         byte[] decodedByte3 = IDEABC.decrypt(Base64.decodeBase64(encodedStr), keyByte3);
    151         System.out.println("解密Byte[]后-->"+decodedByte3);
    152         byte[] decodedByte4 = IDEABC.decrypt(encodedStr, keyByte3);
    153         System.out.println("解密String后-->"+decodedByte4);
    154     }
    155 }
    View Code

    注意:

    • 与基于BC实现的AES算法代码基本一样
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