Java加解密

實現方式：JDK實現，CC，BC

JDK提供比較基礎的底層的實現；CC提供一些簡化的操作；BC提供補充

一、Base64加密

非常簡單，加密解密就一個函式。

程式碼如下：

public static void jdkBase64() {

	try {

		//加密：

		BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();

		String encode = encoder.encode(src.getBytes());

		System.out.println("encode : " + encode);

		

		//解密

		BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();

		String decode = new String(decoder.decodeBuffer(encode));

		System.out.println("decode : " + decode);

	} catch (IOException e) {

		e.printStackTrace();

	}

}



public static void commonsCodesBase64(){

	//加密

	byte[] encodeBytes = Base64.encodeBase64(src.getBytes());

	System.out.println("encode : " + new String(encodeBytes));

	//解密

	byte[] decodeBytes = Base64.decodeBase64(encodeBytes);

	System.err.println("decode : " + new String(decodeBytes));

}
 

二、訊息摘要演算法加密————主要用於驗證資料完整性。

MD（訊息摘要）：

public static void jdkMD5(){

	try {

		MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

		byte[] md5Bytes = md.digest(src.getBytes());

		//把byte陣列轉換為字串

		System.out.println("jdkmd5 : " + Hex.encodeHexString(md5Bytes));//CC實現轉換

			} catch (NoSuchAlgorithmException e) {

		e.printStackTrace();

	}

}
 

SHA（安全雜湊）

JDK實現和MD一樣。

BC實現如下：（Digest類）

public static void bcSHA1() {

	Digest digest = new SHA1Digest();

	digest.update(src.getBytes(), 0, src.getBytes().length);

	byte[] sha1Bytes = new byte[digest.getDigestSize()];

	digest.doFinal(sha1Bytes, 0);

	System.out.println("bc sha-1 : " + org.bouncycastle.util.encoders.Hex.toHexString(sha1Bytes));

}
 

CC實現最簡單（就是一個DigestUtils的靜態方法）：

public static void ccSHA1() {

	System.out.println("cc sha1 - 1 :" + DigestUtils.sha1Hex(src.getBytes()));

	System.out.println("cc sha1 - 2 :" + DigestUtils.sha1Hex(src));

}

MAC（訊息認證碼）——含有金鑰的雜湊函式演算法

相容MD和SHA的特性，但加入了金鑰。

主要JDK和Bouncy Castle實現。

JDK實現：獲取或定義金鑰（byte[]陣列），Mac類 例項化、初始化、執行。

BC實現：Hmac類 例項化、初始化、執行。

三、對稱加解密

對稱加密指加密和解密使用相同金鑰的加密演算法。這裡將介紹DES、3重DES、AES和PBE幾種常見的對稱加密演算法在Java中的實現。

DES、3DES、AES（金鑰）、PBE（口令和鹽）

DES：

JDK實現：生成並轉換Key；Cipher類的例項化（getInstance）、初始化（init選擇模式與Key）；執行（doFinal）加解密。

推薦BC實現方式：Security.addProvider(newBouncyCastleProvider());

然後剩下的程式碼就可以和JDK實現程式碼基本一樣了。

3DES、AES實現基本一樣，所以就不一一介紹。。。

PBE（基於口令的加密）

特點：通過 salt + 口令

實現：初始化鹽；生成口令；Cipher類加解密。

四、非對稱加解密

非對稱加密演算法是一種基於金鑰的保密方法，需要公開金鑰和私有金鑰，在檔案加密、尤其是網銀中應用廣泛。這裡主要介紹非對稱加密演算法的實現過程，DH、RSA和ELGamal等幾種常見的非對稱加密演算法的在Java中的應用。

概念：公鑰、私鑰；

DH(金鑰交換演算法)：

程式碼實現有些麻煩

——初始化傳送方金鑰

-KeyPairGenerator ：能產生KeyPair

-KeyPair ：常用的金鑰載體，稱為金鑰對，分為公鑰PublicKey與私鑰PrivateKey。

-PublicKey

——初始化接收方金鑰

-KeyFactory ：金鑰工廠，生成金鑰，通過某種金鑰的規範來還原金鑰

-X509EncodedKeySpec ：根據ASN.1進行金鑰編碼

-DHPublicKey ：

-DHParameterSpec ：遵從DH演算法發引數的集合

-KeyPairGenerator ：

-PrivateKey ：

——雙髮根據公佈的對方的PublicKey構建本地金鑰，

——構建出來的本地金鑰是一致的

-KeyAgreement ：用來提供金鑰一致性協議

-SecretKey ：祕密金鑰，對稱

-KeyFactory

-X509EncodedKeySpec

-PublicKey

——加密、解密（利用本地金鑰）

-Cipher ：為加密和解密提供密碼功能的類

解釋：

首先，傳送方產生金鑰對，並公開 公鑰；接收方根據這個公鑰產生金鑰對，然後也公開自己的 公鑰。

然後，傳送方根據接收方的 公鑰 產生自己本地的金鑰（本地金鑰一般是採用對稱金鑰），接收方也根據傳送方的 公鑰 產生自己本地的金鑰。其實，這樣雙方產生的本地金鑰是相同的。

最後，雙方就可以利用本地金鑰進行加解密了。

RSA（基於因子分解）：程式碼實現較為簡單

初始化金鑰（包含公鑰、金鑰）。

可以利用公鑰加密，私鑰解密；也可以私鑰加密，公鑰解密

使用過程：雙方分別掌握公鑰與私鑰中的一種，然後就可以加密並傳輸資料了。

public static void jdkRSA() {

	try {

		//1.初始化金鑰

		KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");

		keyPairGenerator.initialize(512);

		KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

		RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();

		RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();

		System.out.println("Public Key : " + Base64.encodeBase64String(rsaPublicKey.getEncoded())); 

		System.out.println("Private Key : " + Base64.encodeBase64String(rsaPrivateKey.getEncoded())); 

		

		//2.私鑰加密、公鑰解密——加密

		PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());

		KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

		PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);

		Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");

		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);

		byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());

		System.out.println("私鑰加密、公鑰解密——加密 : " + Base64.encodeBase64String(result));

		

		//3.私鑰加密、公鑰解密——解密

		X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());

		keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

		PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);

		cipher = Cipher.getInstance("RSA");

		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);

		result = cipher.doFinal(result);

		System.out.println("私鑰加密、公鑰解密——解密：" + new String(result));

		

		//4.公鑰加密、私鑰解密——加密

		x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());

		keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

		publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);

		cipher = Cipher.getInstance("RSA");

		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

		result = cipher.doFinal(src.getBytes());

		System.out.println("公鑰加密、私鑰解密——加密 : " + Base64.encodeBase64String(result));

		

		//5.公鑰加密、私鑰解密——解密

		pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());

		keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");

		privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);

		cipher = Cipher.getInstance("RSA");

		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

		result = cipher.doFinal(result);

		System.out.println("公鑰加密、私鑰解密——解密：" + new String(result));

	} catch (Exception e) {

		e.printStackTrace();

	}

}

EIGamal（基於離散因數）

JDK沒有實現，只能利用BC實現。

首先，Security.addProvider(newBouncyCastleProvider());

之後實現類似於RSA。

五．Java實現數字簽名

數字簽名用於鑑別數字資訊，公鑰和私鑰，私鑰對資料簽名，公鑰用於檢驗。

過程為：首先初始化一個金鑰對，在金鑰對的基礎上進行簽名與驗證。

1、RSA：既可以加解密，也可以數字簽名。

初始化金鑰對：KeyPairGenerator、KeyPair、RSAPublic、PSAPrivate；

執行簽名；Signature類

驗證簽名；Signature類

2、DSA（數字簽名演算法）

初始化金鑰對，公鑰、私鑰；

執行簽名，用私鑰簽名；

驗證簽名，用公鑰驗證；

3、ECDSA

微軟序列號便是採用的ECDSA演算法進行的簽名。速度快，強度高，簽名短。

初始化金鑰對；

執行簽名；

驗證簽名