Java 实现对称加密算法

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。在对称加密算法中，DES算法最具有代表性，DESede是DES算法的变种，AES算法则作为DES算法的替代者。

DES

DES(Data Encryption Standard)，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977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)，并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class DesUtil {

  /**
   * DES加密
   * @param content 待加密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String desEncrypt(String content, String key) throws Exception {
    //指定加密算法、加密模式、填充模式
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DES");
    //指定加密模式为加密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    //调用加密方法
    byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
    //用Base64编码
    return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
  }

  /**
   * DES解密
   * @param content 待解密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String desDecrypt(String content, String key) throws Exception {
    //Base64解码
    byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
    //指定加密算法、加密模式、填充模式
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DES");
    //指定加密模式为解密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    return new String(cipher.doFinal(result));
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //key要8位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
    String key = "12345678";
    //待加密数据
    String content = "对称加密算法";

    //加密
    System.out.println(desEncrypt(content, key));//qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor

    //解密
    System.out.println(desDecrypt("qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor", key));//对称加密算法
  }
}

DESede

DESede是由DES改进后的一种对称加密算法，针对其密钥长度偏短和迭代次数偏少等问题做了相应改进，提高了安全强度。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class DesedeUtil {

  /**
   * Desede加密
   * @param content 待加密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String desEncrypt(String content, String key) throws Exception {
    //指定加密算法、加密模式、填充模式
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DESede");
    //指定加密模式为加密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    //调用加密方法
    byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
    //用Base64编码
    return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
  }

  /**
   * Desede解密
   * @param content 待解密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String desDecrypt(String content, String key) throws Exception {
    //Base64解码
    byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
    //指定加密算法、加密模式、填充模式
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DESede");
    //指定加密模式为解密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    return new String(cipher.doFinal(result));
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //key要24位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
    String key = "123456781234567812345678";
    //待加密数据
    String content = "对称加密算法";

    //加密
    System.out.println(desEncrypt(content, key));//qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor

    //解密
    System.out.println(desDecrypt("qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor", key));//对称加密算法
  }
}

AES

AES(Advanced Encryption Standard)，即高级加密标准，在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AesUtil {

  /**
   * aes加密
   * @param content 待加密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String aesEncrypt(String content, String key) throws Exception {
    //指定加密算法
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
    //指定加密模式为加密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    //调用加密方法
    byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
    //用Base64编码
    return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
  }

  /**
   * aes解密
   * @param content 待解密数据
   * @param key 密钥
   * @return
   * @throws Exception
   */
  public static String aesDecrypt(String content, String key) throws Exception {
    //Base64解码
    byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
    //指定加密算法
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    //创建加密规则：指定key和加密类型
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
    //指定加密模式为解密，指定加密规则
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    return new String(cipher.doFinal(result));
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //key要16/24/32位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
    String key = "12345678123456781234567812345678";
    String content = "对称加密算法";

    //加密
    System.out.println(aesEncrypt(content, key));//yrdeR6atwBX0yeXzudk/al6q8K61gyPylX7GfwsKP9w=

    //解密
    System.out.println(aesDecrypt("yrdeR6atwBX0yeXzudk/al6q8K61gyPylX7GfwsKP9w=", key));
  }
}

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