如何在Java中实现数据加密与解密？

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省赚客开发者 2024-07-09 10:12:57 ©著作权

文章标签 java 开发语言数据 ci 文章分类 HarmonyOS 后端开发

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如何在Java中实现数据加密与解密？

大家好，我是微赚淘客系统3.0的小编，也是冬天不穿秋裤，天冷也要风度的程序猿！今天我们将探讨如何在Java中实现数据加密与解密，这是保护数据安全、防止敏感信息泄露的关键技术。

加密与解密概述

加密是将明文数据转换为密文数据的过程，而解密是将密文数据还原为明文数据的过程。Java提供了丰富的加密解密API，可以实现对称加密、非对称加密和哈希加密等多种加密方式。

对称加密

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法包括AES、DES等。下面我们以AES算法为例，展示如何在Java中进行对称加密和解密。

示例：AES对称加密

package cn.juwatech;

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

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成AES密钥
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128); // 设置密钥长度为128位
        SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();

        // 原始数据
        String originalData = "Hello, this is a secret message!";
        System.out.println("原始数据: " + originalData);

        // 加密数据
        byte[] encryptedData = encrypt(originalData, secretKey);
        String encryptedBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
        System.out.println("加密数据: " + encryptedBase64);

        // 解密数据
        String decryptedData = decrypt(encryptedData, secretKey);
        System.out.println("解密数据: " + decryptedData);
    }

    // 加密方法
    public static byte[] encrypt(String data, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(data.getBytes());
    }

    // 解密方法
    public static String decrypt(byte[] encryptedData, SecretKey secretKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedData);
        return new String(decryptedBytes);
    }
}

在这个示例中，我们首先生成了一个AES密钥，然后使用该密钥对数据进行加密和解密。通过Cipher类的实例，我们可以方便地实现加密和解密操作。

非对称加密

非对称加密使用一对密钥进行加密和解密，公钥用于加密，私钥用于解密。常见的非对称加密算法包括RSA等。下面我们以RSA算法为例，展示如何在Java中进行非对称加密和解密。

示例：RSA非对称加密

package cn.juwatech;

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import javax.crypto.Cipher;
import java.util.Base64;

public class RSAExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成RSA密钥对
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        // 原始数据
        String originalData = "Hello, this is a secret message!";
        System.out.println("原始数据: " + originalData);

        // 加密数据
        byte[] encryptedData = encrypt(originalData, publicKey);
        String encryptedBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
        System.out.println("加密数据: " + encryptedBase64);

        // 解密数据
        String decryptedData = decrypt(encryptedData, privateKey);
        System.out.println("解密数据: " + decryptedData);
    }

    // 加密方法
    public static byte[] encrypt(String data, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return cipher.doFinal(data.getBytes());
    }

    // 解密方法
    public static String decrypt(byte[] encryptedData, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedData);
        return new String(decryptedBytes);
    }
}

在这个示例中，我们首先生成了一对RSA密钥，然后使用公钥对数据进行加密，并使用私钥对加密后的数据进行解密。RSA算法保证了数据传输的安全性。

哈希加密

哈希加密将任意长度的输入转换为固定长度的散列值，常用于数据完整性校验。常见的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256等。

示例：SHA-256哈希加密

package cn.juwatech;

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Base64;

public class HashExample {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
        // 原始数据
        String originalData = "Hello, this is a secret message!";
        System.out.println("原始数据: " + originalData);

        // 生成哈希值
        String hash = hash(originalData);
        System.out.println("SHA-256哈希值: " + hash);
    }

    // 哈希方法
    public static String hash(String data) throws NoSuchAlgorithmException {
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hashBytes = digest.digest(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(hashBytes);
    }
}

在这个示例中，我们使用SHA-256算法对数据进行哈希加密，通过MessageDigest类的实例，我们可以轻松地计算数据的哈希值。