java-信息安全（二）-对称加密算法DES,3DES,AES,Blowfish,RC2,RC4
概述
信息安全基本概念：
- DES(Data Encryption Standard，数据加密标准)
- 3DES(Triple DES,三重数据加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）)
- AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)
- Blowfish
- RC2
- RC4
DES
DES全称为Data Encryption Standard，即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。需要注意的是，在某些文献中，作为算法的DES称为数据加密算法（Data Encryption Algorithm,DEA），已与作为标准的DES区分开来。
DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为7个字节共56位，是DES算法的工作密钥；Data为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。
DES设计中使用了分组密码设计的两个原则：混淆（confusion）和扩散(diffusion)，其目的是抗击敌手对密码系统的统计分析。混淆是使密文的统计特性与密钥的取值之间的关系尽可能复杂化，以使密钥和明文以及密文之间的依赖性对密码分析者来说是无法利用的。扩散的作用就是将每一位明文的影响尽可能迅速地作用到较多的输出密文位中，以便在大量的密文中消除明文的统计结构，并且使每一位密钥的影响尽可能迅速地扩展到较多的密文位中，以防对密钥进行逐段破译。
3DES
3DES又称Triple DES，是DES加密算法的一种模式，它使用3条56位的密钥对3DES.3DES数据进行三次加密。数据加密标准（DES）是美国的一种由来已久的加密标准，它使用对称密钥加密法，并于1981年被ANSI组织规范为ANSI X.3.92。DES使用56位密钥和密码块的方法，而在密码块的方法中，文本被分成64位大小的文本块然后再进行加密。比起最初的DES，3DES更为安全。
3DES（即Triple DES）是DES向AES过渡的加密算法（1999年，NIST将3-DES指定为过渡的加密标准），加密算法，其具体实现如下：设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程，K代表DES算法使用的密钥，M代表明文，C代表密文，这样：
3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
3DES解密过程为：M=Dk1(EK2(Dk3(C)))
AES
高级加密标准（英语：Advanced Encryption Standard，缩写：AES），在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。
Blowfish
Blowfish算法是一个64位分组及可变密钥长度的对称密钥分组密码算法，可用来加密64比特长度的字符串。
RC2
RC4
示例代码
package com.jd.order.util.encryption;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
/**
* DESCoder帮助类
*
* @author 木子旭
* @since 2017年3月13日下午8:00:40
* @version %I%,%G%
*/
public class DESCoder {
/**
* ALGORITHM 算法 <br>
* 可替换为以下任意一种算法，同时key值的size相应改变。
*
* <pre>
* DES key size must be equal to 56
* DESede(TripleDES) key size must be equal to 112 or 168
* AES key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available
* Blowfish key size must be multiple of 8, and can only range from 32 to 448 (inclusive)
* RC2 key size must be between 40 and 1024 bits
* RC4(ARCFOUR) key size must be between 40 and 1024 bits
* </pre>
*
* 在Key toKey(byte[] key)方法中使用下述代码
* <code>SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);</code> 替换
* <code>
* DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
* SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
* SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
* </code>
*/
public static String ALGORITHM = "DES";
/**
* 转换密钥<br>
*
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
private static Key toKey(byte[] key) throws Exception {
SecretKey secretKey = null;
if (ALGORITHM.equalsIgnoreCase("des")) {
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory
.getInstance(ALGORITHM);
secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
} else {
// 当使用其他对称加密算法时，如AES、Blowfish等算法时，用下述代码替换上述三行代码
secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
}
return secretKey;
}
/**
* 解密
*
* @param data
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
Key k = toKey(decryptBASE64(key));
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 加密
*
* @param data
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
Key k = toKey(decryptBASE64(key));
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 生成密钥
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static String initKey() throws Exception {
return initKey(null);
}
/**
* 生成密钥
*
* @param seed
* @return
* @throws Exception
*/
public static String initKey(String seed) throws Exception {
SecureRandom secureRandom = null;
if (seed != null) {
secureRandom = new SecureRandom(decryptBASE64(seed));
} else {
secureRandom = new SecureRandom();
}
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
kg.init(secureRandom);
SecretKey secretKey = kg.generateKey();
return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
}
public static byte[] decryptBASE64(String data) {
return Base64.decodeBase64(data);
}
public static String encryptBASE64(byte[] data) {
return new String(Base64.encodeBase64(data));
}
}
测试：
@Test
public void testEncrypt() throws Exception {
String inputStr = "RC4";
DESCoder.ALGORITHM = "RC4";
String key = DESCoder.initKey();
System.err.println("原文:\t" + inputStr);
System.err.println("密钥:\t" + key);
byte[] inputData = inputStr.getBytes();
inputData = DESCoder.encrypt(inputData, key);
System.err.println("加密后:\t" + DESCoder.encryptBASE64(inputData));
byte[] outputData = DESCoder.decrypt(inputData, key);
String outputStr = new String(outputData);
System.err.println("解密后:\t" + outputStr);
assertEquals(inputStr, outputStr);
}
输出
原文: RC4 密钥: 3hrvT6h+2rBjlo9O9kWIuA== 加密后: 9/pU 解密后: RC4
参看：
http://snowolf.iteye.com/blog/380034
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