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 ^_^

巴特西

使用JDK中的安全包对数据进行加解密

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