对称加密算法就是传统的用一个密码进行加密和解密。例如，我们常用的WinZIP和WinRAR对压缩包的加密和解密，就是使用对称加密算法：
从程序的角度看，所谓加密，就是这样一个函数，它接收密码和明文，然后输出密文：
secret = encrypt(key, message);
而解密则相反，它接收密码和密文，然后输出明文：
plain = decrypt(key, secret);
在软件开发中，常用的对称加密算法有：
算法密钥长度工作模式填充模式
DES56/64ECB/CBC/PCBC/CTR/...NoPadding/PKCS5Padding/...
AES128/192/256ECB/CBC/PCBC/CTR/...NoPadding/PKCS5Padding/PKCS7Padding/...
IDEA128ECBPKCS5Padding/PKCS7Padding/...密钥长度直接决定加密强度，而工作模式和填充模式可以看成是对称加密算法的参数和格式选择。Java标准库提供的算法实现并不包括所有的工作模式和所有填充模式，但是通常我们只需要挑选常用的使用就可以了。
最后注意，DES算法由于密钥过短，可以在短时间内被暴力破解，所以现在已经不安全了。
使用AES加密
AES算法是目前应用最广泛的加密算法。我们先用ECB模式加密并解密：
import java.security.*;
import java.util.Base64;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 原文:
String message = "Hello, world!";
System.out.println("Message: " + message);
// 128位密钥 = 16 bytes Key:
byte[] key = "1234567890abcdef".getBytes("UTF-8");
// 加密:
byte[] data = message.getBytes("UTF-8");
byte[] encrypted = encrypt(key, data);
System.out.println("Encrypted: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));
// 解密:
byte[] decrypted = decrypt(key, encrypted);
System.out.println("Decrypted: " + new String(decrypted, "UTF-8"));
}
// 加密:
public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
SecretKey keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
return cipher.doFinal(input);
}
// 解密:
public static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
SecretKey keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);
return cipher.doFinal(input);
}
}Java标准库提供的对称加密接口非常简单，使用时按以下步骤编写代码：
根据算法名称/工作模式/填充模式获取Cipher实例；
根据算法名称初始化一个SecretKey实例，密钥必须是指定长度；
使用SerectKey初始化Cipher实例，并设置加密或解密模式；
传入明文或密文，获得密文或明文。
ECB模式是最简单的AES加密模式，它只需要一个固定长度的密钥，固定的明文会生成固定的密文，这种一对一的加密方式会导致安全性降低，更好的方式是通过CBC模式，它需要一个随机数作为IV参数，这样对于同一份明文，每次生成的密文都不同：
import java.security.*;
import java.util.Base64;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
----
public class Main {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 原文:
String message = "Hello, world!";
System.out.println("Message: " + message);
// 256位密钥 = 32 bytes Key:
byte[] key = "1234567890abcdef1234567890abcdef".getBytes("UTF-8");
// 加密:
byte[] data = message.getBytes("UTF-8");
byte[] encrypted = encrypt(key, data);
System.out.println("Encrypted: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted));
// 解密:
byte[] decrypted = decrypt(key, encrypted);
System.out.println("Decrypted: " + new String(decrypted, "UTF-8"));
}
// 加密:
public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
// CBC模式需要生成一个16 bytes的initialization vector:
SecureRandom sr = SecureRandom.getInstanceStrong();
byte[] iv = sr.generateSeed(16);
IvParameterSpec ivps = new IvParameterSpec(iv);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivps);
byte[] data = cipher.doFinal(input);
// IV不需要保密，把IV和密文一起返回:
return join(iv, data);
}
// 解密:
public static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] input) throws GeneralSecurityException {
// 把input分割成IV和密文:
byte[] iv = new byte[16];
byte[] data = new byte[input.length - 16];
System.arraycopy(input, 0, iv, 0, 16);
System.arraycopy(input, 16, data, 0, data.length);
// 解密:
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
IvParameterSpec ivps = new IvParameterSpec(iv);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivps);
return cipher.doFinal(data);
}
public static byte[] join(byte[] bs1, byte[] bs2) {
byte[] r = new byte[bs1.length + bs2.length];
System.arraycopy(bs1, 0, r, 0, bs1.length);
System.arraycopy(bs2, 0, r, bs1.length, bs2.length);
return r;
}
}在CBC模式下，需要一个随机生成的16字节IV参数，必须使用SecureRandom生成。因为多了一个IvParameterSpec实例，因此，初始化方法需要调用Cipher的一个重载方法并传入IvParameterSpec。
观察输出，可以发现每次生成的IV不同，密文也不同。
小结
对称加密算法使用同一个密钥进行加密和解密，常用算法有DES、AES和IDEA等；
密钥长度由算法设计决定，AES的密钥长度是128/192/256位；
使用对称加密算法需要指定算法名称、工作模式和填充模式。
