Java 加密解密之对称加密算法DES

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Java 加密解密之对称加密算法DES

数据加密算法 （Data Encryption Algorithm，DEA）是一种对称加密算法，很可能是使用最广泛的密钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的DEA是嵌入硬件中的。通 常，自动取款机（Automated Teller Machine，ATM）都使用DEA。它出自IBM的研究工作，IBM也曾对它拥有几年的专利权，但是在1983年已到期后，处于公有范围中，允许在特 定条件下可以免除专利使用费而使用。1977年被美国政府正式采纳。
1998年后实用化DES破译机的出现彻底宣告DES算法已不具备安全性，1999年NIST颁布新标准，规定DES算法只能用于遗留加密系统，但不限制使用DESede算法。当今DES算法正是推出历史舞台，AES算法称为他的替代者。(详见：Java 加密解密之对称加密算法AES)

加密原理

DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但 最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环，使用异或，置换，代换，移位操作四种基本运算。

JDK对DES算法的支持

密钥长度：56位
工作模式：ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式：Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/
工作模式和填充方式请参考： JAVA加密解密基础
十六进制工具类Hex.java，见：java byte数组与十六进制字符串互转

DES加密解密的java实现：
DESCoder.java
Java代码:

import java.security.Key;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.KeyGenerator;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.SecretKeyFactory;

import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

/**

* DES Coder<br/>

* secret key length:   56 bit, default:    56 bit<br/>

* mode:    ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128<br/>

* padding: Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/

* @author Aub

*

*/

publicclass DESCoder {

/**

* 密钥算法

*/

privatestaticfinal String KEY_ALGORITHM = "DES";

privatestaticfinal String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/PKCS5Padding";

//  private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DES/ECB/ISO10126Padding";

/**

* 初始化密钥

*

* @return byte[] 密钥

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] initSecretKey() throws Exception{

//返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象

KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);

//初始化此密钥生成器，使其具有确定的密钥大小

kg.init(56);

//生成一个密钥

SecretKey  secretKey = kg.generateKey();

return secretKey.getEncoded();

}

/**

* 转换密钥

*

* @param key   二进制密钥

* @return Key  密钥

* @throws Exception

*/

privatestatic Key toKey(byte[] key) throws Exception{

//实例化DES密钥规则

DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

//实例化密钥工厂

SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);

//生成密钥

SecretKey  secretKey = skf.generateSecret(dks);

return secretKey;

}

/**

* 加密

*

* @param data  待加密数据

* @param key   密钥

* @return byte[]   加密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{

return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);

}

/**

* 加密

*

* @param data  待加密数据

* @param key   二进制密钥

* @return byte[]   加密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{

return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);

}

/**

* 加密

*

* @param data  待加密数据

* @param key   二进制密钥

* @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式

* @return byte[]   加密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{

//还原密钥

Key k = toKey(key);

return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);

}

/**

* 加密

*

* @param data  待加密数据

* @param key   密钥

* @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式

* @return byte[]   加密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{

//实例化

Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);

//使用密钥初始化，设置为加密模式

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

//执行操作

return cipher.doFinal(data);

}

/**

* 解密

*

* @param data  待解密数据

* @param key   二进制密钥

* @return byte[]   解密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{

return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);

}

/**

* 解密

*

* @param data  待解密数据

* @param key   密钥

* @return byte[]   解密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{

return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);

}

/**

* 解密

*

* @param data  待解密数据

* @param key   二进制密钥

* @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式

* @return byte[]   解密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{

//还原密钥

Key k = toKey(key);

return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);

}

/**

* 解密

*

* @param data  待解密数据

* @param key   密钥

* @param cipherAlgorithm   加密算法/工作模式/填充方式

* @return byte[]   解密数据

* @throws Exception

*/

publicstaticbyte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{

//实例化

Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);

//使用密钥初始化，设置为解密模式

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

//执行操作

return cipher.doFinal(data);

}

privatestatic String  showByteArray(byte[] data){

if(null == data){

returnnull;

}

StringBuilder sb = new StringBuilder("{");

for(byte b:data){

sb.append(b).append(",");

}

sb.deleteCharAt(sb.length()-1);

sb.append("}");

return sb.toString();

}

publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {

byte[] key = initSecretKey();

//      byte[] key = "12345678".getBytes();

System.out.println("key："+ showByteArray(key));

Key k = toKey(key);

String data ="DES数据";

System.out.println("加密前数据: string:"+data);

System.out.println("加密前数据: byte[]:"+showByteArray(data.getBytes()));

System.out.println();

byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), k);

System.out.println("加密后数据: byte[]:"+showByteArray(encryptData));

System.out.println("加密后数据: hexStr:"+Hex.encodeHexStr(encryptData));

System.out.println();

byte[] decryptData = decrypt(encryptData, k);

System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));

System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));

}

}

注：参考《java加密解密的艺术》