Java 对称加密

Java 对称加密(Blowfish,AES,DES,3DES)

Blowfish 加密

Blowfish是一个对称密钥加密算法，由布鲁斯·施奈尔于1993年设计，现已应用在多种加密产品。Blowfish能保证很好的加密速度，并且当前为止没有发现有效地破解方法。当前为止AES比Blowfish有更广的知名度。

施奈尔设计的Blowfish算法用途广泛，意在替代老旧的DES及避免其他算法的问题与限制。Blowfish刚刚研发出的时候，大部分其他加密算法是专利所有的或属于商业(政府)机密，所以发展起来非常受限制。施奈尔则声明Blowfish的使用没有任何限制，任何国家任何人任何时候都可以随意使用Blowfish算法。

Blowfish主要包括关键的几个S盒和一个复杂的核心变换函数。

代码示例：

生成密钥：

String password = "012345678912345678901234";
// 传入密钥时，使用 password.getBytes() 转 byte[] 即可
private static SecretKey generateBLKey(byte[] password) throws Exception {
    return new SecretKeySpec(password, "Blowfish");
}

加密数据

//java 1.8 支持 如下的工作模式和填充方式
//加解密算法/工作模式/填充方式
//Blowfish/ECB/ PKCS5Padding
//Blowfish/CBC/ NoPadding
//Blowfish/CFB/ ISO10126Padding
public static byte[] encryptBL(SecretKey key, String text) throws Exception  {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(text.getBytes());
}

解密数据

public static byte[] decryptBL(SecretKey key,byte[] bt) throws Exception  {
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(bt);
 }

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。

该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以Rijndael为名投稿高级加密标准的甄选流程。（Rijndael的发音近于”Rhine doll”）

代码示例：

生成密钥

// jdk 1.7 1.8 不支持AES的 SecretKeyFactory，可以使用secretKeySpec生成密钥
String password = "012345678912345678901234";
// 传入密钥时，使用 password.getBytes() 转 byte[] 即可
private static SecretKey generateAESKey(byte[]password) throws Throwable {
    return new SecretKeySpec(password, "AES");
}

加密数据

//IV 初始向量（英语：initialization vector，）是一个固定长度的输入值。一般的使用上会要求它是随机数或拟随机数（pseudorandom），这里为了简单 使用 16位的空byte[];
public static final byte[] encrypt(String plainText, SecretKey key) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(new byte[16]));
        return cipher.doFinal(plainText.getBytes("UTF-8"));
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

解密数据

public static final byte[] decrypt(byte[] cipherText, SecretKey key) {
    try {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DEFAULT_TRANSFORMATION);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(new byte[16]));
        return cipher.doFinal(cipherText);
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

DES

数据加密标准（英语：Data Encryption Standard，缩写为 DES）是一种对称密钥加密块密码算法，1976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），随后在国际上广泛流传开来。它基于使用56位密钥的对称算法。这个算法因为包含一些机密设计元素，相对短的密钥长度以及怀疑内含美国国家安全局（NSA）的后门而在开始时有争议，DES因此受到了强烈的学院派式的审查，并以此推动了现代的块密码及其密码分析的发展。

DES现在已经不是一种安全的加密方法，主要因为它使用的56位密钥过短。1999年1月，distributed.net与电子前哨基金会合作，在22小时15分钟内即公开破解了一个DES密钥。也有一些分析报告提出了该算法的理论上的弱点，虽然在实际中难以应用。为了提供实用所需的安全性，可以使用DES的派生算法3DES来进行加密，虽然3DES也存在理论上的攻击方法。在2001年，DES作为一个标准已经被高级加密标准（AES）所取代。另外，DES已经不再作为国家标准科技协会（前国家标准局）的一个标准。

在某些文献中，作为算法的DES被称为DEA（Data Encryption Algorithm，数据加密算法），以与作为标准的DES区分开来。在发音时，DES可以作为缩写按字母拼出来(/ˌdiːˌiːˈɛs/)，或作为一个词念成/

示例代码

生成密钥

private static SecretKey generateDESKey(byte[]password) throws  Throwable{
    DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password);
    SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
    return keyFactory.generateSecret(desKey);
}

加密数据

public static byte[] encrypt(byte[] data, SecretKey key) throws  Throwable{
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);
    return cipher.doFinal(data);
}

解密数据

public static byte[] decrypt(byte[] data, SecretKey key) throws  Throwable{
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(data);
}

3DES

密码学中，三重数据加密算法（英语：Triple Data Encryption Algorithm，缩写为TDEA，Triple DEA），或称3DES（Triple DES），是一种对称密钥加密块密码，相当于是对每个数据块应用三次数据加密标准（DES）算法。由于计算机运算能力的增强，原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解；3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。

代码示例

密钥生成

private static SecretKey generate3DESKey(byte[]password) throws  Throwable{
    DESedeKeySpec desKey = new DESedeKeySpec(password);
    SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("TripleDES");
    return keyFactory.generateSecret(desKey);
}

加密数据

public static byte[] encrypt(byte[] data, Key key) throws  Throwable{
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("TripleDES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);
    return cipher.doFinal(data);
}

解密数据

public static byte[] decrypt(byte[] data, Key key) throws  Throwable{
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("TripleDES/ECB/PKCS5Padding");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
    return cipher.doFinal(data);
}

参考内容

1.https://zh.wikipedia.org/wiki/Blowfish

2.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E7%BB%84%E5%AF%86%E7%A0%81%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E6%A8%A1%E5%BC%8F

3.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E7%BA%A7%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%A0%87%E5%87%86

4.https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%87%E6%96%99%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%A8%99%E6%BA%96

5.https://zh.wikipedia.org/wiki/3DES

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