java 加密技術(二)

java 加密技術(二)

1 對稱加密算法

1.1 介紹

• 對稱加密算法是說加密祕鑰與解密祕鑰使用的是同一把.
• 他是屬於初等(初級)加密算法, 使用範圍廣,使用頻率高 .
• 常用對稱加密算法有
  
  • DES
  • 3DES
  • AES
  • PBE
  • IDEA

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2 DES算法

2.1 介紹

DES (Data Encryption Standard) 數據加密標準. 由美國國家標準性研究所提供, 但是自98年之後,已經被破解,安全性較差. 所以現在項目中不推薦使用DES.
默認祕鑰長度56位

2.2 代碼實現

package secret;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

public class DESTest {

    public static String src ="i am gc DES";

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("====jdkDES實現====");
        jdkDES();
        System.out.println("=================");

        //運行結果
        /*
         ====jdkDES實現====
        生成的DES祕鑰:e5312a52d93b8325
        加密之後的結果0b980d14f67e7e2dbf3bf45e5edc5c11
        解密之後的結果:i am gc DES
        =================
         */
    }

    public static void jdkDES(){
        try {
            //由DES算法生成算法生成器KeyGenerator
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");
            //由算法生成器生成祕鑰
            SecretKey secretKey =  keyGenerator.generateKey();
            //將祕鑰轉成byte數組
            byte[] byteKey = secretKey.getEncoded();
            //將byte數組十六進制轉換成字符串
            System.out.println("生成的DES祕鑰:"+Hex.encodeHexString(byteKey));

            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
            //加密初始化,傳入加密模式和祕鑰
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            System.out.println("加密之後的結果"+Hex.encodeHexString(result));

            //進行byteKey的轉換
            //先將byteKey生成DESKeySpec
            DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(byteKey);
            //再製造DES祕鑰工廠
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            //由祕鑰工廠將deskeyspec加工成SecretKey
            //此時的secreteKey2與secreteKey是相等的
            SecretKey secretKey2 = secretKeyFactory.generateSecret(desKeySpec);

            //解密
            //初始化cipher,解密模式,傳入祕鑰
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey2);
            //開始解密
            result = cipher.doFinal(result);
            //輸出
            System.out.println("解密之後的結果:"+new String(result));

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

如果感興趣的話可以多次運行,比較祕鑰內容,發現每次生成的祕鑰都不一樣

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3 三重DES

3.1 介紹

三重DES是對DES的補充,在密鑰長度與迭代次數都有所加強

3.2 代碼實現

package secret;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

public class SDESTest {

    public static String src = "i am 3DES";
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("====jdk3DES實現====");
        jdk3DES();
        System.out.println("=================");

        //運行結果
        /*====jdk3DES實現====
        生成的祕鑰爲:e37616b6d920151637927c5ecb10abf2c46262bf34522abf
        加密之後的結果:75e21263547078139f0953e45e5aa683
        解密之後的結果:i am 3DES
        =================
        */
    }
    public static void jdk3DES(){
        //生成Key
        try {
            //用DESede來實例化三重DES
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede");
            //生成祕鑰
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            //獲取祕鑰到byte數組裏
            byte[] byteKey = secretKey.getEncoded();
            //輸出祕鑰
            System.out.println("生成的祕鑰爲:"+Hex.encodeHexString(byteKey));

            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");
            //根據祕鑰進行加密
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
            //輸出加密之後的密文
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            //輸出加密結果
            System.out.println("加密之後的結果:"+Hex.encodeHexString(result));

            //將byteKey轉換成祕鑰
            //根據byteKey生成3DES祕鑰規範
            DESedeKeySpec deSedeKeySpec = new DESedeKeySpec(byteKey);
            //創建3DES祕鑰工廠
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
            //生產祕鑰
            SecretKey secretKey2 = secretKeyFactory.generateSecret(deSedeKeySpec);

            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey2);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("解密之後的結果:"+new String(result));

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}    

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4 AES加密算法

4.1 介紹

爲什麼有了3DES還要出現AES呢?因爲3DES處理效率比較慢,所以產生AES.
AES應用更加廣泛,到目前,還沒有官方報道AES被破解

4.2 代碼實現

package secret;

import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

public class AESTest {
    public static String src = "i am AES";

    public static void main(String[] args) {
        jdkAES();
        //運行結果
        /*
             生成的祕鑰爲:4a4cb6b6cffc650cc4f7010d939a64f8
            加密後的結果:740bc2b2535a401eec755326a25ca134
            解密後的結果:i am AES
         */
    }

    public static void jdkAES(){
        try {
            //生成祕鑰
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
            //初始化KeyGenerator,密鑰長度默認
            keyGenerator.init(new SecureRandom());
            //生成祕鑰
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            //生成byte數組
            byte[] byteKey = secretKey.getEncoded();
            //輸出
            System.out.println("生成的祕鑰爲:"+Hex.encodeHexString(byteKey));

            //加密
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            System.out.println("加密後的結果:"+Hex.encodeHexString(result));

            //byteKey轉換
            //AES的Key轉換與DES有點區別
            Key key = new SecretKeySpec(byteKey, "AES");

            //解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("解密後的結果:"+new String(result));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}    

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5 PBE加密

5.1 介紹

PBE加密算法結合了”消息摘要”算法與”對稱加密”算法的優勢
PBE ( Password Based Encrtption) 基於口令的加密技術

5.2 代碼實現

package secret;

import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.bouncycastle.asn1.pkcs.PBEParameter;

public class PBETest {

    public static String src = "i am gc PBE";

    public static void main(String[] args) {
        jdkPBE();
        //運行結果
        /*
         * 加密之後的結果:e9c7035f7c54def110404a3218ed351d
         *  解密之後的結果:i am gc PBE
         */
    }

    public static void jdkPBE() {
        try {
            // 初始化鹽
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            // 產生一個8位的鹽,鹽必須8位長度
            byte[] salt = random.generateSeed(8);
            // 創建口令
            String password = "gc";
            // 將口令轉換成祕鑰
            PBEKeySpec pbeKeySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());

            // PBEWITHMD5andDES產生祕鑰工廠
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory
                    .getInstance("PBEWITHMD5andDES");
            // 產生Key
            Key key = secretKeyFactory.generateSecret(pbeKeySpec);

            // 加密
            // 產生PBE參數, 用鹽和迭代次數初始化
            PBEParameterSpec pbeParameterSpec = new PBEParameterSpec(salt, 100);
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("PBEWITHMD5andDES");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, pbeParameterSpec);
            byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
            System.out.println("加密之後的結果:" + Hex.encodeHexString(result));

            // 解密
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, pbeParameterSpec);
            result = cipher.doFinal(result);
            System.out.println("解密之後的結果:" + new String(result));

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

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• 本文主要參考moocer老師的java實現對稱加密