Java 中常见的加密算法，DES、3DES、AES、RSA

news/2024/12/14 9:00:02/

加密算法是一种将数据转换为不可读形式的算法，以保护数据的机密性和完整性。加密算法被广泛应用于计算机网络、数据库、电子商务等领域，用于保护敏感数据的安全性，如用户密码、信用卡信息、医疗记录等。在 Java 中，有许多常见的加密算法，本文将对加密算法的基本概念和常见的加密算法进行介绍，并附上代码示例。

在这里插入图片描述

加密算法的基本概念

加密算法是一种将明文转换为密文的算法。明文是指未经加密的数据，而密文是指经过加密算法处理后的不可读数据。加密算法可以分为对称加密算法和非对称加密算法两类。

对称加密算法是指使用同一个密钥进行加密和解密，常见的对称加密算法有 DES、3DES、AES 等。对称加密算法的优点是加密和解密速度快，适用于大数据量的加密和解密。但是，对称加密算法的缺点是密钥需要在加密和解密双方之间共享，密钥的安全性无法得到保障。

非对称加密算法是指使用不同的密钥进行加密和解密，常见的非对称加密算法有 RSA、DSA 等。非对称加密算法的优点是密钥可以在不同的实体之间共享，密钥的安全性可以得到保障。但是，非对称加密算法的缺点是加密和解密速度较慢，适用于小数据量的加密和解密。

Java 中常见的加密算法

DES

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它使用 56 位密钥将 64 位明文加密为 64 位密文。DES 算法已经被证明不够安全，因此已经被 AES 算法所取代。在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的类来实现 DES 加密和解密。

下面是使用 DES 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;public class DESUtil {private static final String KEY_ALGORITHM = "DES";private static final String CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/PKCS5Padding";/*** 生成 DES 密钥*/public static byte[] generateKey() throws NoSuchAlgorithmException {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);keyGenerator.init(new SecureRandom());SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();}/*** 使用 DES 加密数据*/public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);return cipher.doFinal(data);}/*** 使用 DES 解密数据*/public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);return cipher.doFinal(data);}
}

使用示例：

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 生成 DES 密钥byte[] key = DESUtil.generateKey();// 明文byte[] plainText = "Hello, world!".getBytes();// 使用 DES 加密数据byte[] cipherText = DESUtil.encrypt(plainText, key);// 使用 DES 解密数据byte[] decryptedText = DESUtil.decrypt(cipherText, key);// 输出结果System.out.println("明文：" + new String(plainText));System.out.println("密文：" + new String(cipherText));System.out.println("解密后的明文：" + new String(decryptedText));}
}

3DES

3DES（Triple DES）是一种对称加密算法，它使用三个 56 位的密钥对数据进行加密和解密。3DES 算法比 DES 算法更安全，但是加密和解密速度较慢。在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的类来实现 3DES 加密和解密。

下面是使用 3DES 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;public class TripleDESUtil {private static final String KEY_ALGORITHM = "DESede";private static final String CIPHER_ALGORITHM = "DESede/ECB/PKCS5Padding";/*** 生成 3DES 密钥*/public static byte[] generateKey() throws NoSuchAlgorithmException {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);keyGenerator.init(new SecureRandom());SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();}/*** 使用 3DES 加密数据*/public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);return cipher.doFinal(data);}/*** 使用 3DES 解密数据*/public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);return cipher.doFinal(data);}
}

使用示例：

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 生成 3DES 密钥byte[] key = TripleDESUtil.generateKey();// 明文byte[] plainText = "Hello, world!".getBytes();// 使用 3DES 加密数据byte[] cipherText = TripleDESUtil.encrypt(plainText, key);// 使用 3DES 解密数据byte[] decryptedText = TripleDESUtil.decrypt(cipherText, key);// 输出结果System.out.println("明文：" + new String(plainText));System.out.println("密文：" + new String(cipherText));System.out.println("解密后的明文：" + new String(decryptedText));}
}

AES

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，它使用 128、192 或 256 位密钥将数据加密为密文。AES 算法比 DES 和 3DES 算法更安全，加密和解密速度也更快。在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的类来实现 AES 加密和解密。

下面是使用 AES 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;public class AESUtil {private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";/*** 生成 AES 密钥*/public static byte[] generateKey(int keySize) throws NoSuchAlgorithmException {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);keyGenerator.init(keySize, new SecureRandom());SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();}/*** 使用 AES 加密数据*/public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);return cipher.doFinal(data);}/*** 使用 AES 解密数据*/public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, KEY_ALGORITHM);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
return cipher.doFinal(data);
}
}

使用示例：

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 生成 AES 密钥byte[] key = AESUtil.generateKey(128);// 明文byte[] plainText = "Hello, world!".getBytes();// 使用 AES 加密数据byte[] cipherText = AESUtil.encrypt(plainText, key);// 使用 AES 解密数据byte[] decryptedText = AESUtil.decrypt(cipherText, key);// 输出结果System.out.println("明文：" + new String(plainText));System.out.println("密文：" + new String(cipherText));System.out.println("解密后的明文：" + new String(decryptedText));}
}

RSA

RSA 是一种非对称加密算法，它使用公钥和私钥对数据进行加密和解密。公钥可以公开，任何人都可以使用公钥加密数据，但是只有持有私钥的人才能够解密数据。在 Java 中，可以使用 java.security 包中的类来实现 RSA 加密和解密。

下面是使用 RSA 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;public class RSAUtil {private static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";private static final int KEY_SIZE = 1024;/*** 生成 RSA 密钥对*/public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);return keyPairGenerator.generateKeyPair();}/*** 使用公钥加密数据*/public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, KeyUtil.getPublicKey(publicKey));return cipher.doFinal(data);}/*** 使用私钥解密数据*/public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] privateKey) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, KeyUtil.getPrivateKey(privateKey));return cipher.doFinal(data);}
}import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;public class KeyUtil {private static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";/*** 将公钥的字节数组转换为 Key 对象*/public static Key getPublicKey(byte[] publicKey) throws Exception {X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);return keyFactory.generatePublic(keySpec);}/*** 将私钥的字节数组转换为 Key 对象*/public static Key getPrivateKey(byte[] privateKey) throws Exception {PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);return keyFactory.generatePrivate(keySpec);}
}

使用示例：

public class Main {public static void main(String[] args) throws Exception {// 生成 RSA 密钥对KeyPair keyPair = RSAUtil.generateKeyPair();byte[] publicKey = keyPair.getPublic().getEncoded();byte[] privateKey = keyPair.getPrivate().getEncoded();// 明文byte[] plainText = "Hello, world!".getBytes();// 使用公钥加密数据byte[] cipherText = RSAUtil.encrypt(plainText, publicKey);// 使用私钥解密数据byte[] decryptedText = RSAUtil.decrypt(cipherText, privateKey);// 输出结果System.out.println("明文：" + new String(plainText));System.out.println("密文：" + new String(cipherText));System.out.println("解密后的明文：" + new String(decryptedText));}
}

以上是 Java 中常见的加密算法示例代码，这些算法在实际应用中都有广泛的应用。需要注意的是，在使用加密算法时需要注意密钥的安全性，以免被攻击者窃取或猜测密钥，导致数据泄露或被篡改。


http://www.ppmy.cn/news/67636.html

相关文章

HTTPS连接建立过程

HTTPS连接建立过程

目录 前言什么是HTTPSHTTPS的作用 TLS建立连接过程1、TCP三次握手2、Client Hello3、Sever Hello4、校验数字证书5、客户端回应6、服务器回应7、TCP四次挥手 前言 什么是HTTPS HTTPS，Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer，超文本传输…
阅读更多...
粒子群算法（PSO）

粒子群算法（PSO）

理论： 粒子群优化算法（PSO）是一种智能优化算法，也是一种元启发式算法，最初是由Eberhart和Kennedy提出的，其模拟了鸟群捕食行为，通过一定的搜索策略，使得多个粒子在多维搜索空间中寻…
阅读更多...
Sequence-to-Sequence Knowledge Graph Completion and Question Answering

Sequence-to-Sequence Knowledge Graph Completion and Question Answering

[2203.10321] Sequence-to-Sequence Knowledge Graph Completion and Question Answering (arxiv.org) 目录 1 Abstract 2 Introduction 3 KGT5 Model 3.1 Textual Representations & Verbalization 3.2 Training KGT5 for Link Prediction 3.3 Link Prediction Inf…
阅读更多...
交换机和光纤知识

交换机和光纤知识

1 单模多模光纤 光纤分为两种主要类型：单模光纤（Single-Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF），或者被称为双模光纤。这两种类型的光纤在设计上不同，因此它们…
阅读更多...
sklearn中的特征工程（过滤法、嵌入法和包装法）

sklearn中的特征工程（过滤法、嵌入法和包装法）

目录 ​编辑特征工程的第一步：理解业务 Filter过滤法 ​编辑方差过滤 ​编辑- 相关性过滤 - 卡方过滤 - F检验 - 互信息法 ​编辑嵌入法（Embedded） 包装法（Wrapper） 特征工程的第一步：理解业务 如…
阅读更多...
Nevron Open Vision for .NET 2022.3 Crack

Nevron Open Vision for .NET 2022.3 Crack

Nevron Open Vision for .NET 适用于 Blazor、WPF、WinForms 和 Xamarin.Mac 的领先用户界面组件 Nevron Open Vision for .NET 是一套高级 UI 组件，可帮助您从单个代码库开发功能丰富的 Web （Blazor WebAssembly） 和桌面 （WinFor…
阅读更多...
Shiro 框架详解

Shiro 框架详解

Shiro 是一款轻量级的 Java 安全框架，提供了身份认证、授权、加密和会话管理等功能。它可以集成到任何 Java Web 应用程序中，并且易于使用和扩展。Shiro 的设计理念是简洁而灵活，不仅可以应用于 Web 应用程序，还可以应用于命令行、…
阅读更多...
机器学习13（正则化）

机器学习13（正则化）

文章目录 简介正则化经验风险和结构风险过拟合正则化建模策略 逻辑回归逻辑回归评估器 练习评估器训练与过拟合实验评估器的手动调参 简介 这一节详细探讨关于正则化的相关内容，并就 sklearn 中逻辑回归（评估器）的参数进行详细解释由于 skle…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023