Java實(shí)現(xiàn)7種常見密碼算法 _生活百科

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簡介前面在密碼學(xué)入門一文中講解了各種常見的密碼學(xué)概念、算法與運(yùn)用場景，但沒有介紹過代碼，因此，為作補(bǔ)充，這一篇將會介紹使用Java語言如何實(shí)現(xiàn)使用這些算法，并介紹一下使用過程中可能遇到的坑。
Java加密體系JCAJava抽象了一套密碼算法框架JCA(Java Cryptography Architecture) ，在此框架中定義了一套接口與類，以規(guī)范Java平臺密碼算法的實(shí)現(xiàn) ，而Sun ， SunRsaSign ， SunJCE這些則是一個(gè)個(gè)JCA的實(shí)現(xiàn)Provider ，以實(shí)現(xiàn)具體的密碼算法，這有點(diǎn)像List與ArrayList、LinkedList的關(guān)系一樣， Java開發(fā)者只需要使用JCA即可，而不用管具體是怎么實(shí)現(xiàn)的。
JCA里定義了一系列類，如Cipher、MessageDigest、MAC、Signature等，分別用于實(shí)現(xiàn)加密、密碼學(xué)哈希、認(rèn)證碼、數(shù)字簽名等算法，一起來看看吧！
對稱加密對稱加密算法，使用Cipher類即可，以廣泛使用的AES為例，如下：

public byte[] encrypt(byte[] data, Key key) {try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");byte[] iv = SecureRandoms.randBytes(cipher.getBlockSize());//初始化密鑰與加密參數(shù)ivcipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(iv));//加密byte[] encryptBytes = cipher.doFinal(data);//將iv與密文拼在一起B(yǎng)yteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(iv.length + encryptBytes.length);baos.write(iv);baos.write(encryptBytes);return baos.toByteArray();} catch (Exception e) {return ExceptionUtils.rethrow(e);}}public byte[] decrypt(byte[] data, Key key) {try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");//獲取密文前面的ivIvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(data, 0, cipher.getBlockSize());cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, ivSpec);//解密iv后面的密文return cipher.doFinal(data, cipher.getBlockSize(), data.length - cipher.getBlockSize());} catch (Exception e) {return ExceptionUtils.rethrow(e);}}

如上，對稱加密主要使用Cipher ，不管是AES還是DES ， Cipher.getInstance()傳入不同的算法名稱即可，這里的Key參數(shù)就是加密時(shí)使用的密鑰，稍后會介紹它是怎么來的，暫時(shí)先忽略它。另外，為了使得每次加密出來的密文不同，我使用了隨機(jī)的iv向量，并將iv向量拼接在了密文前面。

注：如果某個(gè)算法名稱，如上面的AES/CBC/PKCS5Padding ，你不知道它在JCA中的標(biāo)準(zhǔn)名稱是什么，可以到 https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/specs/security/standard-names.html 中查詢即可。

非對稱加密非對稱加密同樣是使用Cipher類，只是傳入的密鑰對象不同，以RSA算法為例，如下：

public byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, PublicKey publicKey){try{Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);return cipher.doFinal(data);}catch (Exception e) {throw Errors.toRuntimeException(e);}}public byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, PrivateKey privateKey){try{Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);return cipher.doFinal(data);}catch (Exception e) {throw Errors.toRuntimeException(e);}}

一般來說應(yīng)使用公鑰加密，私鑰解密，但其實(shí)反過來也是可以的，這里的PublicKey與PrivateKey也先忽略，后面會介紹它怎么來的。