對稱加密算法-DES

前言

在日常開發中，我們經常會用到各種加密算法，這裏來和大家一起看看對稱算法中的DES。對稱加密算法的特點是算法公開，計算量小，加密速度快，加密效率高，優勢在於加解密的高速度和長密鑰時的難破解性，但是，對稱加密算法的安全性依賴於密鑰，泄露密鑰就意味着任何人都可以對加密的密文進行破解。因此密鑰的保護對於加密信息是否安全至關重要。常見的對稱加密算法包括DES算法、3DES算法、AES算法。下面是一個DES的demo。

DES例子

import java.io.IOException;
import java.security.SecureRandom;

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

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

public class DesEncrypt {

    // DES加密密鑰key
    public static String key = "12345678";

   // DES加密
    public static String encryptDES(String plaintext) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            // 創建一個DESKeySpec對象
            DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key.getBytes());
            // 創建一個密匙工廠
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            // 將DESKeySpec對象轉換成SecretKey對象
            SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
            // Cipher對象實際完成加密操作
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
            // 用密匙初始化Cipher對象
            cipher.init(cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, random);
            // 加密生成密文byte數組
            byte[] cipherBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());
            // 將密文byte數組轉化爲16進制密文
            String ciphertext = byteToHex(cipherBytes);
            return ciphertext;
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }

    // DES解密
    public static String decryptDES(String ciphertext) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            // 創建一個DESKeySpec對象
            DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(key.getBytes());
            // 創建一個密匙工廠
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            // 將DESKeySpec對象轉換成SecretKey對象
            SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
            // Cipher對象實際完成解密操作
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
            // 用密匙初始化Cipher對象
            cipher.init(cipher.DECRYPT_MODE, securekey, random);
            // 將16進制密文轉化爲密文byte數組
            byte[] cipherBytes = hexToByte(ciphertext);
            // 真正開始解密操作
            String plaintext = new String(cipher.doFinal(cipherBytes));
            return plaintext;
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    // 將byte轉化爲16進制
    public static String byteToHex(byte[] bs) {
        if (0 == bs.length) {
            return "";
        } else {
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            for (int i = 0; i < bs.length; i++) {
                String s = Integer.toHexString(bs[i] & 0xFF);
                if (1 == s.length()) {
                    sb.append("0");
                }
                sb = sb.append(s.toUpperCase());
            }
            return sb.toString();
        }
    }

    // 將16進制轉化爲byte
    public static byte[] hexToByte(String ciphertext) {
        byte[] cipherBytes = ciphertext.getBytes();
        if ((cipherBytes.length % 2) != 0) {
            throw new IllegalArgumentException("長度不爲偶數");
        } else {
            byte[] result = new byte[cipherBytes.length / 2];
            for (int i = 0; i < cipherBytes.length; i += 2) {
                String item = new String(cipherBytes, i, 2);
                result[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(item, 16);
            }
            return result;
        }
    }
    

    public static void main(String[] args) {
        // 待加密內容
        String str = "愛琴孩的博客";
        String ciphertext = encryptDES(str);
        System.out.println("加密後：" + ciphertext);
        String plaintext = decryptDES(ciphertext);
        System.out.println("解密後：" + plaintext);
    }
}

上面的例子中對加密後的字節數組，轉成16進制字符串。我們也可以對字節數組進行Base64編碼處理，只需要調用下列方法

    //字節數組轉成base64編碼
    public static String byte2Base62(byte[] bytes) {
        BASE64Encoder base64Encoder=new BASE64Encoder();
        return base64Encoder.encode(bytes);
        
    }
    
    //base64字符串轉成字節數組
    public static byte[] base642byte(String base64Str) throws IOException {
        BASE64Decoder base64Decoder =new BASE64Decoder();
        return base64Decoder.decodeBuffer(base64Str);
        
    }

演示效果如下

加密後：06B65B83FE389F9B1C095A61E3BD5D87C854D32FC0D83483
解密後：愛琴孩的博客

總結

DES加密算法在企業中使用需要注意，密鑰長度不能過低。而且就算長度較長，隨着計算機算力的提高，破解也只是時間問題。如果涉及的東西安全性要求較高，最好不用DES。