Java加密与解密之对称加密算法

概述

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。在对称加密算法中，DES算法最具有代表性，DESede是DES算法的变种，AES算法则作为DES算法的替代者。

DES

DES(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。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class DesUtil {

    /**
     * DES加密
     * @param content 待加密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String desEncrypt(String content, String key) throws Exception {
        //指定加密算法、加密模式、填充模式
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DES");
        //指定加密模式为加密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //调用加密方法
        byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
        //用Base64编码
        return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
    }

    /**
     * DES解密
     * @param content 待解密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String desDecrypt(String content, String key) throws Exception {
        //Base64解码
        byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
        //指定加密算法、加密模式、填充模式
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DES");
        //指定加密模式为解密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        return new String(cipher.doFinal(result));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //key要8位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
        String key = "12345678";
        //待加密数据
        String content = "对称加密算法";

        //加密
        System.out.println(desEncrypt(content, key));//qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor

        //解密
        System.out.println(desDecrypt("qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor", key));//对称加密算法
    }
}

DESede

DESede是由DES改进后的一种对称加密算法，针对其密钥长度偏短和迭代次数偏少等问题做了相应改进，提高了安全强度。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class DesedeUtil {

    /**
     * Desede加密
     * @param content 待加密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String desEncrypt(String content, String key) throws Exception {
        //指定加密算法、加密模式、填充模式
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DESede");
        //指定加密模式为加密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //调用加密方法
        byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
        //用Base64编码
        return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
    }

    /**
     * Desede解密
     * @param content 待解密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String desDecrypt(String content, String key) throws Exception {
        //Base64解码
        byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
        //指定加密算法、加密模式、填充模式
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "DESede");
        //指定加密模式为解密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        return new String(cipher.doFinal(result));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //key要24位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
        String key = "123456781234567812345678";
        //待加密数据
        String content = "对称加密算法";

        //加密
        System.out.println(desEncrypt(content, key));//qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor

        //解密
        System.out.println(desDecrypt("qDhh3hjbd+/TESXcV0YxC4ArDlFR1Mor", key));//对称加密算法
    }
}

AES

AES(Advanced Encryption Standard)，即高级加密标准，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。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AesUtil {

    /**
     * aes加密
     * @param content 待加密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String aesEncrypt(String content, String key) throws Exception {
        //指定加密算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        //指定加密模式为加密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //调用加密方法
        byte[] result = cipher.doFinal(content.getBytes());
        //用Base64编码
        return new String(Base64.getEncoder().encode(result));
    }

    /**
     * aes解密
     * @param content 待解密数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String aesDecrypt(String content, String key) throws Exception {
        //Base64解码
        byte[] result = Base64.getDecoder().decode(content);
        //指定加密算法
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        //创建加密规则：指定key和加密类型
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        //指定加密模式为解密，指定加密规则
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        return new String(cipher.doFinal(result));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //key要16/24/32位，不然会报错：java.security.InvalidKeyException: Wrong key size
        String key = "12345678123456781234567812345678";
        String content = "对称加密算法";

        //加密
        System.out.println(aesEncrypt(content, key));//yrdeR6atwBX0yeXzudk/al6q8K61gyPylX7GfwsKP9w=

        //解密
        System.out.println(aesDecrypt("yrdeR6atwBX0yeXzudk/al6q8K61gyPylX7GfwsKP9w=", key));
    }
}

参考：Java加密与解密的艺术