Java 加密和解密

在 Java 中，加密和解密通常通过 Java Cryptography Architecture (JCA) 和 Java Cryptography Extension (JCE) 实现。以下是常见的加密和解密操作示例，包括对称加密（如 AES）和非对称加密（如 RSA）。

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一、对称加密（AES 示例）

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.util.Base64;

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成密钥
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128); // 128位密钥
        SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();

        // 加密
        String originalText = "Hello, World!";
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(originalText.getBytes());
        String encryptedText = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
        System.out.println("加密后: " + encryptedText);

        // 解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));
        String decryptedText = new String(decryptedBytes);
        System.out.println("解密后: " + decryptedText);
    }
}

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二、非对称加密（RSA 示例）

非对称加密使用公钥加密，私钥解密。

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.util.Base64;

public class RSAExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 生成密钥对
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGen.initialize(2048); // 2048位密钥
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();

        // 加密
        String originalText = "Hello, World!";
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPair.getPublic());
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(originalText.getBytes());
        String encryptedText = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
        System.out.println("加密后: " + encryptedText);

        // 解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPair.getPrivate());
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));
        String decryptedText = new String(decryptedBytes);
        System.out.println("解密后: " + decryptedText);
    }
}

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三、哈希算法（SHA-256 示例）

哈希算法用于生成不可逆的摘要信息。

import java.security.MessageDigest;
import java.util.HexFormat;

public class SHA256Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String originalText = "Hello, World!";
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hashBytes = digest.digest(originalText.getBytes());
        String hashText = HexFormat.of().formatHex(hashBytes);
        System.out.println("SHA-256 哈希值: " + hashText);
    }
}

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四、注意事项

1. 密钥管理：密钥的安全性至关重要，建议使用安全的密钥存储和管理方式（如 KeyStore）。
2. 算法选择：根据需求选择合适的加密算法（如 AES 用于对称加密，RSA 用于非对称加密）。
3. 填充模式：加密时需指定填充模式（如 AES/CBC/PKCS5Padding），确保与解密方一致。
4. 异常处理：加密解密操作可能抛出异常，需进行适当的异常处理。

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五、常用加密算法

类型	算法	描述
对称加密	AES	高级加密标准，速度快
对称加密	DES/3DES	数据加密标准，较旧
非对称加密	RSA	基于大数分解，安全性高
非对称加密	ECC	椭圆曲线加密，密钥短效率高
哈希算法	SHA-256	生成 256 位哈希值
哈希算法	MD5	生成 128 位哈希值，已不安全

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通过以上示例和说明，您可以在 Java 中实现基本的加密和解密操作。如果需要更复杂的功能（如数字签名、证书管理等），可以进一步研究 JCA 和 JCE 的高级特性。