DES/3DES/AES 三种对称加密算法实现

2023-07-30 16:05:46

1. 简单介绍

3DES（或称为Triple DES）是三重数据加密算法（TDEA，Triple Data Encryption Algorithm）块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强，原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解；3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。

2. 对称加密

2.1 介绍

对称密码算法是当今应用范围最广，使用频率最高的加密算法。它不仅应用于软件行业，在硬件行业同样流行。各种基础设施凡是涉及到安全需求，都会优先考虑对称加密算法。对称密码算法的加密密钥和解密密钥相同，对于大多数对称密码算法，加解密过程互逆。

特点：算法公开、计算量小、加密速度快、加密效率高。
弱点：双方都使用同样密钥，安全性得不到保证。

对称密码有流密码和分组密码两种，但是现在普遍使用的是分组密码：

2.2 分组密码工作模式

ECB：电子密码本（最常用的，每次加密均产生独立的密文分组，并且对其他的密文分组不会产生影响，也就是相同的明文加密后产生相同的密文）
CBC：密文链接（常用的，明文加密前需要先和前面的密文进行异或运算，也就是相同的明文加密后产生不同的密文）
CFB：密文反馈
OFB：输出反馈
CTR：计数器

2.3 常用对称密码：

DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）
3DES（Triple DES、DESede，进行了三重DES加密的算法）
AES（Advanced Encryption Standard，高级数据加密标准，AES算法可以有效抵制针对DES的攻击算法

3. DES / 3DES / AES 三种算法实现

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.SecretKey;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.newland.csf.common.business.IBusinessComponent;

import java.io.File;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

/**

 *

 *

 *

 */

public class TripleDes  {

    //指定要使用的算法  DES / 3DES / AES 分别对应的 值为： DES / DESede / AES

	public static final String ALGORITHM_3DES = "DESede";

	/**

	 * 解密算法

	 * @param hexString 密文手机号

	 * @param skString	密钥

	 * @return

	 * @throws Exception

	 */

	public static String tripleDesDecrypt(String skString, String hexString) throws Exception {

		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(fromHexString(skString), ALGORITHM_3DES);

		byte[] input = fromHexString(hexString);

		byte[] output = tripleDesDecryptBytes(secretKey, input);

		return new String(output, StandardCharsets.UTF_8);

	}

	/**

	 * 加密算法

	 * @param hexString 明文手机号

	 * @param skString 密钥

	 * @return

	 * @throws Exception

	 */

	public static String tripleDesEncrypt(String skString, String hexString) throws Exception {

		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(fromHexString(skString), ALGORITHM_3DES);

		byte[] output = tripleDesEncryptBytes(secretKey, hexString.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

		return bytes2Hex(output, false);

	}

	public static String bytes2Hex(byte[] bytes, boolean upperCase) {

		if (bytes == null || bytes.length <= 0) {

			return "";

		}

		StringBuilder sb = new StringBuilder();

		for (byte b : bytes) {

			sb.append(String.format("%02x", b));

		}

		return upperCase ? sb.toString().toUpperCase() : sb.toString();

	}

	public static byte[] fromHexString(final String hexString) {

		if ((hexString.length() % 2) != 0) {

			throw new IllegalArgumentException(

					"hexString.length not is an even number");

		}

		final byte[] result = new byte[hexString.length() / 2];

		final char[] enc = hexString.toCharArray();

		StringBuilder sb = new StringBuilder(2);

		for (int i = 0; i < enc.length; i += 2) {

			sb.delete(0, sb.length());

			sb.append(enc[i]).append(enc[i + 1]);

			result[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(sb.toString(), 16);

		}

		return result;

	}

	public static byte[] tripleDesEncryptBytes(SecretKey secretKey, byte[] src) throws Exception {

		Cipher c1 = Cipher.getInstance(ALGORITHM_3DES);

		c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

		return c1.doFinal(src);

	}

	public static byte[] tripleDesDecryptBytes(SecretKey secretKey, byte[] src) throws Exception {

		Cipher c1 = Cipher.getInstance(ALGORITHM_3DES);

		c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);

		return c1.doFinal(src);

	}

    /**

     * 加密文件

     * @param skString

     * @param srcFilePath

     * @param desFilePath

     * @throws Exception

     */

    public static void tripleDesEncryptFile(String skString,String srcFilePath,String desFilePath) throws Exception {

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM_3DES);

        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(fromHexString(skString), ALGORITHM_3DES);

        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

        writeFile(cipher,srcFilePath,desFilePath);

    }

    /**

     * 解密文件

     * @param skString

     * @param srcFilePath

     * @param desFilePath

     * @throws Exception

     */

    public static void tripleDesDecryptFile(String skString,String srcFilePath,String desFilePath) throws Exception {

        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM_3DES);

        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(fromHexString(skString), ALGORITHM_3DES);

        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);

        writeFile(cipher,srcFilePath,desFilePath);

    }

    private static void writeFile(Cipher cipher,String srcFilePath,String desFilePath) throws Exception{

        byte[] buff = new byte[512];

        byte[] temp = null;

        int len = 0;

        try (FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(srcFilePath));

             FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(desFilePath))) {

            while ((len = fis.read(buff)) > 0) {

                temp = cipher.update(buff, 0, len);

                fos.write(temp);

            }

            temp = cipher.doFinal();

            if (temp != null) {

                fos.write(temp);

            }

        }

    }

}

本文由AnonyStar 发布,可转载但需声明原文出处。

仰慕「优雅编码的艺术」坚信熟能生巧，努力改变人生

欢迎关注微信公账号：云栖简码获取更多优质文章

更多文章关注笔者博客：云栖简码

码农公寓