JAVA实现对称加密

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一、对称加密算法DES

1、概述：采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。

对称加密的特点：即加密密钥 = 解密密钥

2、常用的对称加密算法：

初等
DES —3DES
AES
PBE
IDEA

3、对称加密算法 —— DES

DES( Data Encryption Standard ) 是一种数据加密标准。

其密钥规则如下：

4、JDK实现DES算法

【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)

【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.

package com.webcode.cn.des;


import java.security.Key;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
public class DES {
	
	static String string = "wen-min";
	public static void main(String[] args) {
		DES.jdkDES();
	}
	
	public static void jdkDES() {
		
		try {			
	
			// 生成key//返回生成指定算法密钥的KeyGenerator对象
	        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");
	        keyGenerator.init(56);//初始化此密钥生成器,使其具有确定的密钥大小
	        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();//生成一个密钥
	        byte[] bs = secretKey.getEncoded();
	
	        // key转换
	        DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(bs); //实例化DES密钥规则
	        SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES"); //实例化密钥工厂
	        Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec); //生成密钥
	
	        // 加密
	        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
	        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
	        byte[] result = cipher.doFinal(string.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) {
			// TODO: handle exception
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

执行结果：

jdk des encrypt:ea3293902913510b
jdk des decrypt:wen-min

5、DES加密算法的消息传递机制；

加密算法深入学习链接：https://www.iteye.com/blog/snowolf-379860

二、对称加密算法3DES

3DES，即3重DES，是DES的一个分支；但由于安全性问题；且违反柯克霍夫原则，使用频率低。

好处：

密钥长度增强；

迭代次数提高。

1、3重DES的规则：

2、JDK实现3DES

与实现DES方式基本一致,算法名称要改为DESede,密钥长度为168,转换密钥时使用DESedeKeySpec类.

在使用KeyGenerator的init()方法时,参数要指定密钥的长度.可以直接指定一个数值.同时也可以使用SecureRandom实例作为参数,该实例的作用是获取KeyGenerator对应算法其默认的密钥长度.

package com.webcode.cn.des;

import java.security.Key;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;

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

public class DES_three {


	static String string = "wen-min";
	public static void main(String[] args) {
		DES_three.jdkDES();
	}
	
	public static void jdkDES() {
		
		try {			
	
			// 生成key//返回生成指定算法密钥的KeyGenerator对象
	        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede");
	        keyGenerator.init(168);//初始化此密钥生成器,使其具有确定的密钥大小
	        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();//生成一个密钥
	        byte[] bs = secretKey.getEncoded();
	
	        // key转换
	        DESedeKeySpec desKeySpec = new DESedeKeySpec(bs); //实例化DES密钥规则
	        SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede"); //实例化密钥工厂
	        SecretKey convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec); //生成密钥
	
	        // 加密
	        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
	        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
	        byte[] result = cipher.doFinal(string.getBytes());
	        System.out.println("jdk 3des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
	        
	        // 解密
	        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
	        result = cipher.doFinal(result);
	        System.out.println("jdk 3des decrypt:" + new String(result));
		} catch (Exception e) {
			// TODO: handle exception
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

执行结果：

jdk 3des encrypt:0656fdb061c86e8a
jdk 3des decrypt:wen-min

三、对称加密算法AES

1、概述

AES是DES的高级替代，也是目前使用最多的对称加密算法

DES有漏洞，所以，产生了3重DES<br>
3重DES的效率比较低，所以产生了AES<br>

AES的特点是：

使用的更为广泛
目前还没有被破解
通常用与移动通信系统加密和SSH协议的软件加密

2、AES的使用规则：

3、JDK实现AES加密解密算法：

package com.webcode.cn.des;

import java.security.Key;
//import java.util.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

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

//import org.bouncycastle.util.encoders.Base64;


public class AES {
	

	static String string = "wen-min";
	public static void main(String[] args) {
		AES.jdkAES();
	}
	
	public static void jdkAES(){
        try {
            //生成key
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
            //设置密钥长度
            keyGenerator.init(128);
            //生成密钥对象
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            //获取密钥
            byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
            //key转换
            Key key = new SecretKeySpec(keyBytes,"AES");
            
            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
            
            //初始化，设置为加密
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] result = cipher.doFinal(string.getBytes());
            System.out.println("jdk aes encrypt: " + Base64.encodeBase64String(result));
            
            
            //初始化,设置为解密 
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("jdk aes desrypt:" + new String(result));
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
    }
}

4、AES对称加密算法消息传递规则：

四、PBE加密算法

1、概述

PBE算法结合了消息摘要算法和对称加密算法的优点。PBE是基于口令的加密

对称加密算法之PBE的特点概述，本质上是对DES/3DES/AES对称加密算法的包装，不是新的算法，不过也是最为牛逼的一种方式。
盐：指加密的随机字符串或者口令等，也可以人为是一些扰码，防止密码的暴力破解

2、PBE算法的规则：

加密算法安全等级：PBE>AES>3DES>DES

3、JDK实现PBE加密解密算法

package com.webcode.cn.des;

import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;

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

public class PBE {

	static String string = "wen-min";
	public static void main(String[] args) {
		PBE.jdkPBE();
	}
	
	public static void jdkPBE() {
		
		
        try {
            //初始化盐
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            byte[] salt = random.generateSeed(8);
            // 加 密 口令与密钥
            String password = "imooc";
            PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
            SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBEWITHMD5andDES");
            Key key = factory.generateSecret(pbeKeySpec);
            
            //加密
            PBEParameterSpec pbeParameterSpec = new PBEParameterSpec(salt,100);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("PBEWITHMD5andDES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, pbeParameterSpec);
            byte[] result = cipher.doFinal(string.getBytes());
            System.out.println("jdk PBE encrypt: " + Base64.encodeBase64String(result));
            
            //解密
            //初始化
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key,pbeParameterSpec);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("jdk PBE decrypt: " + new String(result));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果：

jdk PBE encrypt: GAIay1DowQQ=
jdk PBE decrypt: wen-min

4、PBE加密算法的消息传递机制

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