使用JDK中的安全包对数据进行加解密
本文以使用DES对称加密算法为例使用jdk对数据进行加密解密。
首先需要了解Provider类,它是jdk引入的密码服务提供者概念,实现了Java安全性的一部分或者全部。Provider 可能实现的服务包括:
算法(如DES、RSA、MD5);密钥的生成、转换和管理。
通常java运行时环境至少安装了一个名字为“SUN”的预设Provider,如果查看本机支持的Provider类型可以通过以下代码:
for(Provider p : Security.getProviders()){
System.out.println(p.getName()+":"+p.getInfo());
}
我本机运行结果为:
SUN:SUN (DSA key/parameter generation; DSA signing; SHA-1, MD5 digests; SecureRandom; X.509 certificates; JKS keystore; PKIX CertPathValidator; PKIX CertPathBuilder; LDAP, Collection CertStores, JavaPolicy Policy; JavaLoginConfig Configuration)
SunRsaSign:Sun RSA signature provider
SunJSSE:Sun JSSE provider(PKCS12, SunX509 key/trust factories, SSLv3, TLSv1)
SunJCE:SunJCE Provider (implements RSA, DES, Triple DES, AES, Blowfish, ARCFOUR, RC2, PBE, Diffie-Hellman, HMAC)
SunJGSS:Sun (Kerberos v5, SPNEGO)
SunSASL:Sun SASL provider(implements client mechanisms for: DIGEST-MD5, GSSAPI, EXTERNAL, PLAIN, CRAM-MD5; server mechanisms for: DIGEST-MD5, GSSAPI, CRAM-MD5)
XMLDSig:XMLDSig (DOM XMLSignatureFactory; DOM KeyInfoFactory)
SunPCSC:Sun PC/SC provider
SunMSCAPI:Sun's Microsoft Crypto API provider
从结果中可以看到名称为“SunJCE”的Provider提供DES、Triple DES(即3DES), AES、RSA、Diffie-Hellman等算法的实现,下面使用此Provider完成对称加密。
KeyGenerator类提供(对称)密钥生成器的功能,使用getInstance 类方法构造,代码如下:
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DES","SunJCE");
SecretKey类是对称密钥的封装类,它不包含方法或常量,其唯一目的是分组对称密钥(并为其提供类型安全),从kg中获取
SecretKey key = kg.generateKey();
以上是产生密钥的过程,真正实现对数据加解密功能的类是Cipher,此类为加密和解密提供密码功能,它构成了 Java Cryptographic Extension (JCE) 框架的核心。
为创建 Cipher 对象,应用程序调用 Cipher 的 getInstance 方法并将所请求“转换”的名称传递给它,还可以指定Provider的名称,本文中采用“SunJCE”。
“转换”是一个字符串,它描述为产生某种输出而在给定的输入上执行的操作(或一组操作)。转换始终包括加密算法的名称(例如,DES),后面可能跟有一个反馈模式和填充方案(反馈模式和填充方案可以理解为 加密前对数据的预处理)
“转换”具有以下两种形式:“算法/模式/填充”或“算法”(这种情况,使用模式和填充方案特定于Provider的默认值)。本例中采用以下有效的转换:
Cipher c = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding","SunJCE");//DES加密算法,CBC的反馈模式,PKCS5Padding的填充方案
使用CBC反馈模式需要一个初始化向量,由类IvParameterSpec来完成,它需要是一个长度为8的byte数组。
Cipher的init方法负责初始化,初始化需要指定模式和密钥,密钥本文采用上面已经生成的key,模式有四种ENCRYPT_MODE、DECRYPT_MODE、WRAP_MODE、UNWRAP_MODE分别表示加密、解密、密钥包装或密钥解包。
如果加密则采用方法init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
如果解密则采用方法init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
WRAP_MODE、UNWRAP_MODE模式是用来实现数字信封用的,本文不作介绍。
通常对数据进行加解密,使用方法doFinal(byte[] input),传入参数是byte数组。
为了在http协议下快速传输数据,且某些系统中只能使用ASCII字符,通常采用Base64编码。Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法。还可以提高可视性。
通过以上分析可以得到以下代码:
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidAlgorithmParameterException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder; public class SecurityTest { //密钥生成器
private KeyGenerator kg; //对称密钥
private SecretKey key; //加解密时的初始化向量must be 8 bytes long
private IvParameterSpec iv; //Cipher,加解密主体实例
private Cipher c; //该构造方法初始化DES密钥和Cipher
public SecurityTest() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException, NoSuchPaddingException, UnsupportedEncodingException{
kg = KeyGenerator.getInstance("DES","SunJCE");
key = kg.generateKey();
iv = new IvParameterSpec("12345678".getBytes("UTF-8"));
c = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding","SunJCE");//DES加密算法,CBC的反馈模式,PKCS5Padding的填充方案 ,SunJCE:Provider
} /**
* DES加密
*/
public String encrypt(String src) throws InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, InvalidAlgorithmParameterException{
//初始化-- ENCRYPT_MODE:加密模式, key:密钥,iv:初始化向量
c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv);
byte[] srcByte = src.getBytes();
//加密
byte[] targetByte = c.doFinal(srcByte);
//Base64编码
String targetString = new BASE64Encoder().encode(targetByte);
return targetString;
} /**
* DES解密
*/
public String decrypt(String srcString) throws InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException, InvalidAlgorithmParameterException {
//初始化-- DECRYPT_MODE:解密模式, key:密钥,iv:初始化向量
c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, iv);
//Base64解码
byte[] srcByte = new BASE64Decoder().decodeBuffer(srcString);
//解密
byte[] targetByte = c.doFinal(srcByte);
return new String(targetByte);
} public static void main(String[] args) throws Exception {
SecurityTest test = new SecurityTest();
String src = "使用JKD进行加解密--DES算法测试!__小印";
System.out.println("原文:" + src);
String secret = test.encrypt(src);
System.out.println("密文:" + secret);
String target = test.decrypt(secret);
System.out.println("解密得到原文:" + target);
}
我本机运行结果为:
原文:使用JKD进行加解密--DES算法测试!__小印
密文:P8Xi4Jfvq9Eus0c1OTE32wK60rjHwPxZ8tRiElxOd5m69+vI37IGtw==
解密得到原文:使用JKD进行加解密--DES算法测试!__小印
注意:本文采用的是随机密钥,所以每次运行得到的密文是不一样的,jdk也提供自定义的密钥 ^_^
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