对称加密算法

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秋一叶叶 2024-05-23 13:35:14 博主文章分类：JAVA ©著作权

文章标签 加密算法 DES AES 对称加密 Base64算法 文章分类 Java 后端开发

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1、前言

对称加密：加密和解密使用同一个密钥。对称加密算法：DES、3DES、AES等。 DES：数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法； 3DES：DES向AES过渡的加密算法； AES：高级加密标准，替代DES；

对称加密的特点：

加密速度快，可加密大文件；
密文可逆，数据容易暴露；
加密后编码找不到对应字符，出现乱码；
一般结合base64使用

2、加密模式

有两种加密模式：ECB、CBC ECB：电子密码本. 需要加密的消息按照块密码的块大小被分为数个块，并对每个块进行独立加密。

优点：可以并行处理数据；
缺点：同样的原文生成同样的密文, 不能很好的保护数据；

CBC：密码块链接. 每个明文块先与前一个密文块进行异或后，再进行加密。

优点：同样的原文生成的密文不一样；
缺点：串行处理数据.；

3、填充模式

当需要按块处理的数据, 数据长度不符合块处理需求时, 按照一定的方法填充满块长的规则。

NoPadding：不填充；

在DES加密算法下, 要求原文长度必须是8byte的整数倍
在AES加密算法下, 要求原文长度必须是16byte的整数倍

PKCS5Padding：数据块的大小为8位, 不够就补足；

4、Base64算法

Base64算法是可读性编码算法，不是为了保护数据安全性。是为了数据可读；
可读性编码不改变信息内容，只改变信息的表现形式；
Base64在编码过程中用到了64种字符，A-Z，a-z，0-9，“+”，“/”；

Base64算法原理：

base64是3个字节为1组，1个字节8位，一共24位；然后把3个字节转成4组，每组6位；缺少的2为，高位补0；这样base64的取值就控制在0-63之间了；
base64是3个字节为1组，位数不够时，用 = 来补齐；

说明：

默认情况下, 加密模式和填充模式为 : ECB/PKCS5Padding；
如果使用CBC模式, 在初始化Cipher对象时, 需要增加参数, 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());

5、DES/AES加密解密代码示例

/**
 * @author：秋一叶
 *  DES/AES加密解密
 */
public class DesAesDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "原文";

        //key：DES加密算法的key必须是8个字节
        String key = "abcd1234";
        //key：AES加密算法的key必须是16个字节
        String key2 = "abcdefgh12345678";

        //获取Cipher对象的算法，默认加密模式和填充模式为 ECB/PKCS5Padding
        String transformation = "DES";
        //加密模式为CBC，必须指定初始向量，初始向量中密钥长度必须是8个字节
        String transformation1 = "DES/ECB/PKCS5Padding";
        //填充模式为NoPadding，原文的长度必须是8字节的整数倍
        String transformation2 = "DES/ECB/PKCS5Padding";

        //指定加密算法
        String algorithm = "DES";

        String encryptDES = encryptDES(input, key, transformation, algorithm);
        System.out.println("加密后为：" + encryptDES);

        String decryptDES =  decryptDES(encryptDES, key, transformation, algorithm);
        System.out.println("解密后为：" + decryptDES);
    }

    /**
     * 加密
     * @param input 原文
     * @param key   密钥
     * @param transformation    获取Cipher对象的算法
     * @param algorithm         获取密钥的算法
     * @return
     */
    public static String encryptDES(String input, String key, String transformation, String algorithm) throws Exception {
        //获取加密对象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        //创建加密规则
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);

        //加密模式为CBC时：初始向量，长度必须是8位
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());

        //初始化加密模式和算法
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sks);
        //加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(input.getBytes());
        //对数据进行Base64编码
        String encode = Base64.encodeBase64String(bytes);
        return new String(encode);
    }

    /**
     * 解密
     * @param input
     * @param key
     * @param transformation
     * @param algorithm
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String decryptDES(String input, String key, String transformation, String algorithm) throws Exception {
        //获取解密对象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        //指定密钥规则
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);

        //加密模式为CBC时：初始向量，长度必须是8位
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());

        //初始化加密模式和算法
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sks);
        //对数据进行Base64转码，解密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(input));
        return new String(bytes);
    }
}

说明：