Java加密技術（二）——對稱加密演算法

   Java對稱加密演算法，最常用的莫過於DES資料加密演算法。 
DES 
Data Encryption Standard,即資料加密演算法。是IBM公司於1975年研究成功並公開發表的。DES演算法的入口引數有三個:Key、Data、Mode。其中Key為8個位元組共64位,是DES演算法的工作金鑰;Data也為8個位元組64位,是要被加密或被解密的資料;Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密[Java程式碼就是2個常量]。 
　　DES演算法把64位的明文輸入塊變為64位的密文輸出塊,它所使用的金鑰也是64位。 

DES演算法是這樣工作的：如Mode

為加密時，則用Key 去把資料Data進行加密， 生成Data的密碼形式（64位）作為DES的輸出結果；如Mode為解密，則用Key去把密碼形式的資料Data解密，還原為Data的明碼形式（64位）作為DES的輸出結果。在通訊網路的兩端，雙方約定一致的Key，在通訊的源點用Key對核心資料進行DES加密，然後以密碼形式在公共通訊網（如電話網）中傳輸到通訊網路的終點，資料到達目的地後，用同樣的Key對密碼資料進行解密，便再現了明碼形式的核心資料。這樣，便保證了核心資料（如PIN、MAC等）在公共通訊網中傳輸的安全性和可靠性。 　　通過定期在通訊網路的源端和目的端同時改用新的Key，便能更進一步提高資料的保密性，這正是現在金融交易網路的流行做法。

DES基本原則

DES設計中使用了分組密碼設計的兩個原則：混淆（confusion）和擴散(diffusion)，其目的是抗擊敵手對密碼系統的統計分析。混淆是使密文的統計特性與金鑰的取值之間的關係儘可能複雜化，以使金鑰和明文以及密文之間的依賴性對密碼分析者來說是無法利用的。擴散的作用就是將每一位明文的影響儘可能迅速地作用到較多的輸出密文位中，以便在大量的密文中消除明文的統計結構，並且使每一位金鑰的影響儘可能迅速地擴充套件到較多的密文位中，以防對金鑰進行逐段破譯。

DES安全編碼元件

支援 DES、DESede(TripleDES,就是3DES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)

1、DES ----key size must be equal to 56

2、DESede(TripleDES) ----key size must be equal to 112 or 168

3、AES---- key size must be equal to 128, 192 or 256,but 192 and 256 bits may not be available

4、Blowfish---key size must be multiple of 8,andcan only range from 32 to 448 (inclusive)

5、RC2----key size must be between 40 and 1024 bits

6、RC4(ARCFOUR)---key size must be between 40 and 1024 bits

Java程式碼實現---例項

package com.ljh.password;

import java.security.InvalidKeyException;

import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.BadPaddingException;

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;

import javax.crypto.KeyGenerator;

import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import javax.crypto.SecretKey;

/**

 * DES[資料加密標準]--對稱加密

 * 只有一個金鑰

 * @author ljheee

 *

 */

public class DESencrypt extendsEncryptDecorator{

    static String ALGORITHM = “DES”;//此處指定不同演算法，可替換上面6種不同引數

    static SecretKey secretKey = null;

    static Cipher cipher = null;//此Cipher類為加密和解密提供密碼功能

    public DESencrypt() {//空構造方法

    }

    static{//靜態程式碼塊--生成金鑰

        try {

            KeyGenerator keyGenerator =KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);

            keyGenerator.init(new SecureRandom());

            secretKey =keyGenerator.generateKey();//生成金鑰

            cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);//獲得一個Cipher 例項，後面加密 、解密 需要用到 它提供的方法

        } catch(NoSuchAlgorithmException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch(NoSuchPaddingException e) {

            e.printStackTrace();

        }

    }

    /**

     * DES--加密

     * @param data    源資料[待加密]

     * @return 加密後的byte[]陣列

     */

    public byte[] desEncrypt(byte[] data){

        byte[] result= null;

        try {

            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);//Cipher 初始化--指定處理模式 和完成處理所用的金鑰

            result = cipher.doFinal(data);

        } catch(InvalidKeyException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch(IllegalBlockSizeException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch(BadPaddingException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        return result;

    }

    /**

     * DES--解密

     * @param data    源資料[待解密]

     * @return

     */

    public byte[] desDeEncrypt(byte[] data){

        byte[] result= null;

        try {

            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);

            result = cipher.doFinal(data);

        } catch(InvalidKeyException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch(IllegalBlockSizeException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch(BadPaddingException e) {

            e.printStackTrace();

        }

        return result;

    }

    public static void main(String[] args) {

        DESencrypt des = new DESencrypt();

        byte[] str = null;

        str = des.desEncrypt("123456".getBytes());

        System.out.println(str);//輸出加密後的   資料

        System.out.println(new String(des.desDeEncrypt(str)));//輸出解密後的資料

    }

}

輸出結果：

加密後的 資料:[[email protected]

123456

由控制檯得到的輸出，我們能夠比對加密、解密後結果一致，都是原始123456。這是一種簡單的加密解密方式，只有一個金鑰。 
 其實DES有很多同胞兄弟，如DESede(TripleDES)、AES、Blowfish、RC2、RC4(ARCFOUR)。使用方式大同小異，只要換掉ALGORITHM換成對應的值;此外就是他們的不同之處--金鑰長度不同了。 

       DES演算法具有極高安全性，到目前為止，除了用窮舉搜尋法對DES演算法進行攻擊外，還沒有發現更有效的辦法。而56位長的金鑰的窮舉空間為256，這意味著如果一臺計算機的速度是每一秒種檢測一百萬個金鑰，則它搜尋完全部金鑰就需要將近2285年的時間，可見，這是難以實現的，當然，隨著科學技術的發展，當出現超高速計算機後，我們可考慮把DES金鑰的長度再增長一些，以此來達到更高的保密程度。