java对称加密算法方式有哪些

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Java 对称加密算法的实现

在现代的应用中，数据的安全性变得愈发重要。对称加密算法是一种常用的方法，它使用同一密钥进行加密和解密。本文将为你介绍如何在 Java 中实现对称加密，具体包括流程和相应的代码示例。

流程概述

在 Java 中实现对称加密的步骤如下：

步骤	描述
1. 导入依赖	导入相关的加密库
2. 生成密钥	生成对称加密所需的密钥
3. 加密数据	使用密钥对数据进行加密
4. 解密数据	使用相同的密钥对数据进行解密
5. 测试验证	验证加密和解密是否正确

各步骤详细解释

1. 导入依赖

首先，确保在 Java 项目中导入了必要的加密库。

import javax.crypto.Cipher; // 导入JCE的Cipher类
import javax.crypto.KeyGenerator; // 导入KeyGenerator用于生成密钥
import javax.crypto.SecretKey; // 导入SecretKey表示密钥
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; // 导入SecretKeySpec用于创建密钥
import java.util.Base64; // 导入Base64用于编码

2. 生成密钥

接下来，我们需要生成一个用于加密和解密的密钥。这通常是一个 128 位或 256 位的 AES 密钥。

// 生成 AES 密钥
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGen.init(128); // 设置密钥的大小
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey(); // 生成密钥

3. 加密数据

使用生成的密钥对字符串数据进行加密。

public static String encrypt(String data, SecretKey secretKey) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); // 获取AES加密器
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey); // 设置为加密模式
    byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes("UTF-8")); // 加密数据
    return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData); // 返回Base64编码的字符串
}

4. 解密数据

使用相同的密钥对加密后的数据进行解密。

public static String decrypt(String encryptedData, SecretKey secretKey) throws Exception {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); // 获取AES加密器
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey); // 设置为解密模式
    byte[] originalData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData)); // 解密数据
    return new String(originalData, "UTF-8"); // 返回解密后的字符串
}

5. 测试验证

最后，我们可以通过一个简单的主函数来测试加密和解密的过程。

public static void main(String[] args) throws Exception {
    String data = "Hello, World!"; // 要加密的数据
    SecretKey secretKey = keyGen.generateKey(); // 生成密钥
    System.out.println("Original Data: " + data); // 输出原始数据
    
    String encryptedData = encrypt(data, secretKey); // 加密
    System.out.println("Encrypted Data: " + encryptedData); // 输出加密后的数据
    
    String decryptedData = decrypt(encryptedData, secretKey); // 解密
    System.out.println("Decrypted Data: " + decryptedData); // 输出解密后的数据
}

类图

以下是实现中的类的简化类图：

classDiagram
    class Encryptor {
        +String encrypt(String data, SecretKey secretKey)
        +String decrypt(String encryptedData, SecretKey secretKey)
        +main(String[] args)
    }

序列图

以下是调用加密和解密过程中对象之间的交互序列图：

sequenceDiagram
    participant User
    participant Encryptor
    participant Cipher
    User->>Encryptor: encrypt(data)
    Encryptor->>Cipher: init(ENCRYPT_MODE, secretKey)
    Cipher-->>Encryptor: encryptedData
    Encryptor-->>User: return encryptedData
    User->>Encryptor: decrypt(encryptedData)
    Encryptor->>Cipher: init(DECRYPT_MODE, secretKey)
    Cipher-->>Encryptor: originalData
    Encryptor-->>User: return originalData