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[转] Java中对数据进行加密的几种方法

2024-07-24 16:43:15   233人阅读

加密算法有很多种：这里只大约列举几例：

1:消息摘要：（数字指纹）：既对一个任意长度的一个数据块进行计算，产生一个唯一指纹。MD5/SHA1
发送给其他人你的信息和摘要,其他人用相同的加密方法得到摘要，最后进行比较摘要是否相同。

2:单匙密码体制:DES:比较简便高效,密钥简短，加解密速度快，破译极其困难,但其安全性依赖于密匙的安全性。
DES（Data Encryption Standard）是发明最早的最广泛使用的分组对称加密算法。DES算法的入口参数有三个：Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密

3:数字签名:就是信息发送者用其私钥对从所传报文中提取出的特征数据（或称数字指纹）进行RSA算法操作，以保证发信人无法抵赖曾发过该信息（即不可抵赖性），同时也确保信息报文在经签名后末被篡改（即完整性）。当信息接收者收到报文后，就可以用发送者的公钥对数字签名进行验证。
代表：DSA

4:非对称密匙密码体制（公匙体系）：加密密匙不同于解密密匙，加密密匙公之于众，谁都可以使用，解密密匙只有解密人自己知道。代表：RSA

下面是对上面几个例子进行的简单实现：

 

Java代码 
  1. package test;  
  2. import java.io.FileInputStream;  
  3. import java.io.FileOutputStream;  
  4. import java.io.IOException;  
  5. import java.io.ObjectInputStream;  
  6. import java.io.ObjectOutputStream;  
  7. import java.security.*;  
  8. import javax.crypto.Cipher;  
  9. import javax.crypto.KeyGenerator;  
  10. import javax.crypto.SecretKey;  
  11. /** 
  12.  * 加密解密 
  13.  *  
  14.  * @author shy.qiu 
  15.  * @since  http://blog.csdn.net/qiushyfm 
  16.  */  
  17. public class CryptTest {  
  18.     /** 
  19.      * 进行MD5加密 
  20.      *  
  21.      * @param info 
  22.      *            要加密的信息 
  23.      * @return String 加密后的字符串 
  24.      */  
  25.     public String encryptToMD5(String info) {  
  26.         byte[] digesta = null;  
  27.         try {  
  28.             // 得到一个md5的消息摘要  
  29.             MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("MD5");  
  30.             // 添加要进行计算摘要的信息  
  31.             alga.update(info.getBytes());  
  32.             // 得到该摘要  
  33.             digesta = alga.digest();  
  34.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  35.             e.printStackTrace();  
  36.         }  
  37.         // 将摘要转为字符串  
  38.         String rs = byte2hex(digesta);  
  39.         return rs;  
  40.     }  
  41.     /** 
  42.      * 进行SHA加密 
  43.      *  
  44.      * @param info 
  45.      *            要加密的信息 
  46.      * @return String 加密后的字符串 
  47.      */  
  48.     public String encryptToSHA(String info) {  
  49.         byte[] digesta = null;  
  50.         try {  
  51.             // 得到一个SHA-1的消息摘要  
  52.             MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("SHA-1");  
  53.             // 添加要进行计算摘要的信息  
  54.             alga.update(info.getBytes());  
  55.             // 得到该摘要  
  56.             digesta = alga.digest();  
  57.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  58.             e.printStackTrace();  
  59.         }  
  60.         // 将摘要转为字符串  
  61.         String rs = byte2hex(digesta);  
  62.         return rs;  
  63.     }  
  64.     // //////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
  65.     /** 
  66.      * 创建密匙 
  67.      *  
  68.      * @param algorithm 
  69.      *            加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish 
  70.      * @return SecretKey 秘密（对称）密钥 
  71.      */  
  72.     public SecretKey createSecretKey(String algorithm) {  
  73.         // 声明KeyGenerator对象  
  74.         KeyGenerator keygen;  
  75.         // 声明 密钥对象  
  76.         SecretKey deskey = null;  
  77.         try {  
  78.             // 返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象  
  79.             keygen = KeyGenerator.getInstance(algorithm);  
  80.             // 生成一个密钥  
  81.             deskey = keygen.generateKey();  
  82.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  83.             e.printStackTrace();  
  84.         }  
  85.         // 返回密匙  
  86.         return deskey;  
  87.     }  
  88.     /** 
  89.      * 根据密匙进行DES加密 
  90.      *  
  91.      * @param key 
  92.      *            密匙 
  93.      * @param info 
  94.      *            要加密的信息 
  95.      * @return String 加密后的信息 
  96.      */  
  97.     public String encryptToDES(SecretKey key, String info) {  
  98.         // 定义 加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish  
  99.         String Algorithm = "DES";  
  100.         // 加密随机数生成器 (RNG),(可以不写)  
  101.         SecureRandom sr = new SecureRandom();  
  102.         // 定义要生成的密文  
  103.         byte[] cipherByte = null;  
  104.         try {  
  105.             // 得到加密/解密器  
  106.             Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);  
  107.             // 用指定的密钥和模式初始化Cipher对象  
  108.             // 参数:(ENCRYPT_MODE, DECRYPT_MODE, WRAP_MODE,UNWRAP_MODE)  
  109.             c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr);  
  110.             // 对要加密的内容进行编码处理,  
  111.             cipherByte = c1.doFinal(info.getBytes());  
  112.         } catch (Exception e) {  
  113.             e.printStackTrace();  
  114.         }  
  115.         // 返回密文的十六进制形式  
  116.         return byte2hex(cipherByte);  
  117.     }  
  118.     /** 
  119.      * 根据密匙进行DES解密 
  120.      *  
  121.      * @param key 
  122.      *            密匙 
  123.      * @param sInfo 
  124.      *            要解密的密文 
  125.      * @return String 返回解密后信息 
  126.      */  
  127.     public String decryptByDES(SecretKey key, String sInfo) {  
  128.         // 定义 加密算法,  
  129.         String Algorithm = "DES";  
  130.         // 加密随机数生成器 (RNG)  
  131.         SecureRandom sr = new SecureRandom();  
  132.         byte[] cipherByte = null;  
  133.         try {  
  134.             // 得到加密/解密器  
  135.             Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);  
  136.             // 用指定的密钥和模式初始化Cipher对象  
  137.             c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr);  
  138.             // 对要解密的内容进行编码处理  
  139.             cipherByte = c1.doFinal(hex2byte(sInfo));  
  140.         } catch (Exception e) {  
  141.             e.printStackTrace();  
  142.         }  
  143.         // return byte2hex(cipherByte);  
  144.         return new String(cipherByte);  
  145.     }  
  146.     // /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
  147.     /** 
  148.      * 创建密匙组，并将公匙，私匙放入到指定文件中 
  149.      *  
  150.      * 默认放入mykeys.bat文件中 
  151.      */  
  152.     public void createPairKey() {  
  153.         try {  
  154.             // 根据特定的算法一个密钥对生成器  
  155.             KeyPairGenerator keygen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");  
  156.             // 加密随机数生成器 (RNG)  
  157.             SecureRandom random = new SecureRandom();  
  158.             // 重新设置此随机对象的种子  
  159.             random.setSeed(1000);  
  160.             // 使用给定的随机源（和默认的参数集合）初始化确定密钥大小的密钥对生成器  
  161.             keygen.initialize(512, random);// keygen.initialize(512);  
  162.             // 生成密钥组  
  163.             KeyPair keys = keygen.generateKeyPair();  
  164.             // 得到公匙  
  165.             PublicKey pubkey = keys.getPublic();  
  166.             // 得到私匙  
  167.             PrivateKey prikey = keys.getPrivate();  
  168.             // 将公匙私匙写入到文件当中  
  169.             doObjToFile("mykeys.bat", new Object[] { prikey, pubkey });  
  170.         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
  171.             e.printStackTrace();  
  172.         }  
  173.     }  
  174.     /** 
  175.      * 利用私匙对信息进行签名 把签名后的信息放入到指定的文件中 
  176.      *  
  177.      * @param info 
  178.      *            要签名的信息 
  179.      * @param signfile 
  180.      *            存入的文件 
  181.      */  
  182.     public void signToInfo(String info, String signfile) {  
  183.         // 从文件当中读取私匙  
  184.         PrivateKey myprikey = (PrivateKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 1);  
  185.         // 从文件中读取公匙  
  186.         PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 2);  
  187.         try {  
  188.             // Signature 对象可用来生成和验证数字签名  
  189.             Signature signet = Signature.getInstance("DSA");  
  190.             // 初始化签署签名的私钥  
  191.             signet.initSign(myprikey);  
  192.             // 更新要由字节签名或验证的数据  
  193.             signet.update(info.getBytes());  
  194.             // 签署或验证所有更新字节的签名，返回签名  
  195.             byte[] signed = signet.sign();  
  196.             // 将数字签名,公匙,信息放入文件中  
  197.             doObjToFile(signfile, new Object[] { signed, mypubkey, info });  
  198.         } catch (Exception e) {  
  199.             e.printStackTrace();  
  200.         }  
  201.     }  
  202.     /** 
  203.      * 读取数字签名文件 根据公匙，签名，信息验证信息的合法性 
  204.      *  
  205.      * @return true 验证成功 false 验证失败 
  206.      */  
  207.     public boolean validateSign(String signfile) {  
  208.         // 读取公匙  
  209.         PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile(signfile, 2);  
  210.         // 读取签名  
  211.         byte[] signed = (byte[]) getObjFromFile(signfile, 1);  
  212.         // 读取信息  
  213.         String info = (String) getObjFromFile(signfile, 3);  
  214.         try {  
  215.             // 初始一个Signature对象,并用公钥和签名进行验证  
  216.             Signature signetcheck = Signature.getInstance("DSA");  
  217.             // 初始化验证签名的公钥  
  218.             signetcheck.initVerify(mypubkey);  
  219.             // 使用指定的 byte 数组更新要签名或验证的数据  
  220.             signetcheck.update(info.getBytes());  
  221.             System.out.println(info);  
  222.             // 验证传入的签名  
  223.             return signetcheck.verify(signed);  
  224.         } catch (Exception e) {  
  225.             e.printStackTrace();  
  226.             return false;  
  227.         }  
  228.     }  
  229.     /** 
  230.      * 将二进制转化为16进制字符串 
  231.      *  
  232.      * @param b 
  233.      *            二进制字节数组 
  234.      * @return String 
  235.      */  
  236.     public String byte2hex(byte[] b) {  
  237.         String hs = "";  
  238.         String stmp = "";  
  239.         for (int n = 0; n < b.length; n++) {  
  240.             stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));  
  241.             if (stmp.length() == 1) {  
  242.                 hs = hs + "0" + stmp;  
  243.             } else {  
  244.                 hs = hs + stmp;  
  245.             }  
  246.         }  
  247.         return hs.toUpperCase();  
  248.     }  
  249.     /** 
  250.      * 十六进制字符串转化为2进制 
  251.      *  
  252.      * @param hex 
  253.      * @return 
  254.      */  
  255.     public byte[] hex2byte(String hex) {  
  256.         byte[] ret = new byte[8];  
  257.         byte[] tmp = hex.getBytes();  
  258.         for (int i = 0; i < 8; i++) {  
  259.             ret[i] = uniteBytes(tmp[i * 2], tmp[i * 2 + 1]);  
  260.         }  
  261.         return ret;  
  262.     }  
  263.     /** 
  264.      * 将两个ASCII字符合成一个字节； 如："EF"--> 0xEF 
  265.      *  
  266.      * @param src0 
  267.      *            byte 
  268.      * @param src1 
  269.      *            byte 
  270.      * @return byte 
  271.      */  
  272.     public static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {  
  273.         byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src0 }))  
  274.                 .byteValue();  
  275.         _b0 = (byte) (_b0 << 4);  
  276.         byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src1 }))  
  277.                 .byteValue();  
  278.         byte ret = (byte) (_b0 ^ _b1);  
  279.         return ret;  
  280.     }  
  281.     /** 
  282.      * 将指定的对象写入指定的文件 
  283.      *  
  284.      * @param file 
  285.      *            指定写入的文件 
  286.      * @param objs 
  287.      *            要写入的对象 
  288.      */  
  289.     public void doObjToFile(String file, Object[] objs) {  
  290.         ObjectOutputStream oos = null;  
  291.         try {  
  292.             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);  
  293.             oos = new ObjectOutputStream(fos);  
  294.             for (int i = 0; i < objs.length; i++) {  
  295.                 oos.writeObject(objs[i]);  
  296.             }  
  297.         } catch (Exception e) {  
  298.             e.printStackTrace();  
  299.         } finally {  
  300.             try {  
  301.                 oos.close();  
  302.             } catch (IOException e) {  
  303.                 e.printStackTrace();  
  304.             }  
  305.         }  
  306.     }  
  307.     /** 
  308.      * 返回在文件中指定位置的对象 
  309.      *  
  310.      * @param file 
  311.      *            指定的文件 
  312.      * @param i 
  313.      *            从1开始 
  314.      * @return 
  315.      */  
  316.     public Object getObjFromFile(String file, int i) {  
  317.         ObjectInputStream ois = null;  
  318.         Object obj = null;  
  319.         try {  
  320.             FileInputStream fis = new FileInputStream(file);  
  321.             ois = new ObjectInputStream(fis);  
  322.             for (int j = 0; j < i; j++) {  
  323.                 obj = ois.readObject();  
  324.             }  
  325.         } catch (Exception e) {  
  326.             e.printStackTrace();  
  327.         } finally {  
  328.             try {  
  329.                 ois.close();  
  330.             } catch (IOException e) {  
  331.                 e.printStackTrace();  
  332.             }  
  333.         }  
  334.         return obj;  
  335.     }  
  336.     /** 
  337.      * 测试 
  338.      *  
  339.      * @param args 
  340.      */  
  341.     public static void main(String[] args) {  
  342.         CryptTest jiami = new CryptTest();  
  343.         // 执行MD5加密"Hello world!"  
  344.         System.out.println("Hello经过MD5:" + jiami.encryptToMD5("Hello"));  
  345.         // 生成一个DES算法的密匙  
  346.         SecretKey key = jiami.createSecretKey("DES");  
  347.         // 用密匙加密信息"Hello world!"  
  348.         String str1 = jiami.encryptToDES(key, "Hello");  
  349.         System.out.println("使用des加密信息Hello为:" + str1);  
  350.         // 使用这个密匙解密  
  351.         String str2 = jiami.decryptByDES(key, str1);  
  352.         System.out.println("解密后为：" + str2);  
  353.         // 创建公匙和私匙  
  354.         jiami.createPairKey();  
  355.         // 对Hello world!使用私匙进行签名  
  356.         jiami.signToInfo("Hello", "mysign.bat");  
  357.         // 利用公匙对签名进行验证。  
  358.         if (jiami.validateSign("mysign.bat")) {  
  359.             System.out.println("Success!");  
  360.         } else {  
  361.             System.out.println("Fail!");  
  362.         }  
  363.     }  
  364. }  

 

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