Android： JAVA和C# 3DES加密解密

2021-08-16 08:07:18

最近 一个项目.net 要调用JAVA的WEB
SERVICE，数据采用3DES加密，涉及到两种语言3DES一致性的问题，
下面分享一下，
这里的KEY采用Base64编码，便用分发，因为Java的Byte范围为-128至127，c#的Byte范围是0-255
核心是确定Mode和Padding，关于这两个的意思可以搜索3DES算法相关文章
一个是C#采用CBC
Mode，PKCS7 Padding,Java采用CBC Mode，PKCS5Padding Padding,
另一个是C#采用ECB
Mode，PKCS7 Padding,Java采用ECB Mode，PKCS5Padding
Padding,
Java的ECB模式不需要IV
对字符加密时，双方采用的都是UTF-8编码


下面是C#代码

  3.   /// <summary>
  4.     /// DES3加密解密
  5.     /// </summary>
  6.     public class Des3
  7.     {
  8.         #region CBC模式**
  10.         /// <summary>
  11.         /// DES3 CBC模式加密
  12.         /// </summary>
  13.         /// <param name="key">密钥</param>
  14.         /// <param name="iv">IV</param>
  15.         /// <param name="data">明文的byte数组</param>
  16.         /// <returns>密文的byte数组</returns>
  17.         public static byte[] Des3EncodeCBC( byte[] key, byte[] iv, byte[] data )
  18.         {
  19.             //复制于MSDN
  21.             try
  22.             {
  23.                 // Create a MemoryStream.
  24.                 MemoryStream mStream = new MemoryStream();
  26.                 TripleDESCryptoServiceProvider tdsp = new TripleDESCryptoServiceProvider();
  27.                 tdsp.Mode = CipherMode.CBC;             //默认值
  28.                 tdsp.Padding = PaddingMode.PKCS7;       //默认值
  30.                 // Create a CryptoStream using the MemoryStream
  31.                 // and the passed key and initialization vector (IV).
  32.                 CryptoStream cStream = new CryptoStream( mStream,
  33.                     tdsp.CreateEncryptor( key, iv ),
  34.                     CryptoStreamMode.Write );
  36.                 // Write the byte array to the crypto stream and flush it.
  37.                 cStream.Write( data, 0, data.Length );
  38.                 cStream.FlushFinalBlock();
  40.                 // Get an array of bytes from the
  41.                 // MemoryStream that holds the
  42.                 // encrypted data.
  43.                 byte[] ret = mStream.ToArray();
  45.                 // Close the streams.
  46.                 cStream.Close();
  47.                 mStream.Close();
  49.                 // Return the encrypted buffer.
  50.                 return ret;
  51.             }
  52.             catch ( CryptographicException e )
  53.             {
  54.                 Console.WriteLine( "A Cryptographic error occurred: {0}", e.Message );
  55.                 return null;
  56.             }
  57.         }
  59.         /// <summary>
  60.         /// DES3 CBC模式解密
  61.         /// </summary>
  62.         /// <param name="key">密钥</param>
  63.         /// <param name="iv">IV</param>
  64.         /// <param name="data">密文的byte数组</param>
  65.         /// <returns>明文的byte数组</returns>
  66.         public static byte[] Des3DecodeCBC( byte[] key, byte[] iv, byte[] data )
  67.         {
  68.             try
  69.             {
  70.                 // Create a new MemoryStream using the passed
  71.                 // array of encrypted data.
  72.                 MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream( data );
  74.                 TripleDESCryptoServiceProvider tdsp = new TripleDESCryptoServiceProvider();
  75.                 tdsp.Mode = CipherMode.CBC;
  76.                 tdsp.Padding = PaddingMode.PKCS7;
  78.                 // Create a CryptoStream using the MemoryStream
  79.                 // and the passed key and initialization vector (IV).
  80.                 CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream( msDecrypt,
  81.                     tdsp.CreateDecryptor( key, iv ),
  82.                     CryptoStreamMode.Read );
  84.                 // Create buffer to hold the decrypted data.
  85.                 byte[] fromEncrypt = new byte[data.Length];
  87.                 // Read the decrypted data out of the crypto stream
  88.                 // and place it into the temporary buffer.
  89.                 csDecrypt.Read( fromEncrypt, 0, fromEncrypt.Length );
  91.                 //Convert the buffer into a string and return it.
  92.                 return fromEncrypt;
  93.             }
  94.             catch ( CryptographicException e )
  95.             {
  96.                 Console.WriteLine( "A Cryptographic error occurred: {0}", e.Message );
  97.                 return null;
  98.             }
  99.         }
  101.         #endregion
  103.         #region ECB模式
  105.         /// <summary>
  106.         /// DES3 ECB模式加密
  107.         /// </summary>
  108.         /// <param name="key">密钥</param>
  109.         /// <param name="iv">IV(当模式为ECB时，IV无用)</param>
  110.         /// <param name="str">明文的byte数组</param>
  111.         /// <returns>密文的byte数组</returns>
  112.         public static byte[] Des3EncodeECB( byte[] key, byte[] iv, byte[] data )
  113.         {
  114.             try
  115.             {
  116.                 // Create a MemoryStream.
  117.                 MemoryStream mStream = new MemoryStream();
  119.                 TripleDESCryptoServiceProvider tdsp = new TripleDESCryptoServiceProvider();
  120.                 tdsp.Mode = CipherMode.ECB;
  121.                 tdsp.Padding = PaddingMode.PKCS7;
  122.                 // Create a CryptoStream using the MemoryStream
  123.                 // and the passed key and initialization vector (IV).
  124.                 CryptoStream cStream = new CryptoStream( mStream,
  125.                     tdsp.CreateEncryptor( key, iv ),
  126.                     CryptoStreamMode.Write );
  128.                 // Write the byte array to the crypto stream and flush it.
  129.                 cStream.Write( data, 0, data.Length );
  130.                 cStream.FlushFinalBlock();
  132.                 // Get an array of bytes from the
  133.                 // MemoryStream that holds the
  134.                 // encrypted data.
  135.                 byte[] ret = mStream.ToArray();
  137.                 // Close the streams.
  138.                 cStream.Close();
  139.                 mStream.Close();
  141.                 // Return the encrypted buffer.
  142.                 return ret;
  143.             }
  144.             catch ( CryptographicException e )
  145.             {
  146.                 Console.WriteLine( "A Cryptographic error occurred: {0}", e.Message );
  147.                 return null;
  148.             }
  150.         }
  152.         /// <summary>
  153.         /// DES3 ECB模式解密
  154.         /// </summary>
  155.         /// <param name="key">密钥</param>
  156.         /// <param name="iv">IV(当模式为ECB时，IV无用)</param>
  157.         /// <param name="str">密文的byte数组</param>
  158.         /// <returns>明文的byte数组</returns>
  159.         public static byte[] Des3DecodeECB( byte[] key, byte[] iv, byte[] data )
  160.         {
  161.             try
  162.             {
  163.                 // Create a new MemoryStream using the passed
  164.                 // array of encrypted data.
  165.                 MemoryStream msDecrypt = new MemoryStream( data );
  167.                 TripleDESCryptoServiceProvider tdsp = new TripleDESCryptoServiceProvider();
  168.                 tdsp.Mode = CipherMode.ECB;
  169.                 tdsp.Padding = PaddingMode.PKCS7;
  171.                 // Create a CryptoStream using the MemoryStream
  172.                 // and the passed key and initialization vector (IV).
  173.                 CryptoStream csDecrypt = new CryptoStream( msDecrypt,
  174.                     tdsp.CreateDecryptor( key, iv ),
  175.                     CryptoStreamMode.Read );
  177.                 // Create buffer to hold the decrypted data.
  178.                 byte[] fromEncrypt = new byte[data.Length];
  180.                 // Read the decrypted data out of the crypto stream
  181.                 // and place it into the temporary buffer.
  182.                 csDecrypt.Read( fromEncrypt, 0, fromEncrypt.Length );
  184.                 //Convert the buffer into a string and return it.
  185.                 return fromEncrypt;
  186.             }
  187.             catch ( CryptographicException e )
  188.             {
  189.                 Console.WriteLine( "A Cryptographic error occurred: {0}", e.Message );
  190.                 return null;
  191.             }
  192.         }
  194.         #endregion
  196.         /// <summary>
  197.         /// 类测试
  198.         /// </summary>
  199.         public static void Test()
  200.         {
  201.             System.Text.Encoding utf8 = System.Text.Encoding.UTF8;
  203.             //key为abcdefghijklmnopqrstuvwx的Base64编码
  204.             byte[] key = Convert.FromBase64String( "YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4" );
  205.             byte[] iv = new byte[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };      //当模式为ECB时，IV无用
  206.             byte[] data = utf8.GetBytes( "中国ABCabc123" );
  208.             System.Console.WriteLine( "ECB模式:" );
  209.             byte[] str1 = Des3.Des3EncodeECB( key, iv, data );
  210.             byte[] str2 = Des3.Des3DecodeECB( key, iv, str1 );
  211.             System.Console.WriteLine( Convert.ToBase64String( str1 ) );
  212.             System.Console.WriteLine( System.Text.Encoding.UTF8.GetString( str2 ) );
  214.             System.Console.WriteLine();
  216.             System.Console.WriteLine( "CBC模式:" );
  217.             byte[] str3 = Des3.Des3EncodeCBC( key, iv, data );
  218.             byte[] str4 = Des3.Des3DecodeCBC( key, iv, str3 );
  219.             System.Console.WriteLine( Convert.ToBase64String( str3 ) );
  220.             System.Console.WriteLine( utf8.GetString( str4 ) );
  222.             System.Console.WriteLine();
  224.         }
  226.     }
复制代码

接着是Java代码

  3. import java.security.Key;
  5. import javax.crypto.Cipher;
  6. import javax.crypto.SecretKeyFactory;
  7. import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;
  8. import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
  10. import sun.misc.BASE64Decoder;
  11. import sun.misc.BASE64Encoder;
  13. public class Des3 {
  14.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  16.         byte[] key=new BASE64Decoder().decodeBuffer("YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4");
  17.         byte[] keyiv = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
  19.         byte[] data="中国ABCabc123".getBytes("UTF-8");
  20.         
  21.         System.out.println("ECB加密解密");
  22.         byte[] str3 = des3EncodeECB(key,data );
  23.         byte[] str4 = ees3DecodeECB(key, str3);
  24.         System.out.println(new BASE64Encoder().encode(str3));
  25.         System.out.println(new String(str4, "UTF-8"));
  27.         System.out.println();
  29.         System.out.println("CBC加密解密");
  30.         byte[] str5 = des3EncodeCBC(key, keyiv, data);
  31.         byte[] str6 = des3DecodeCBC(key, keyiv, str5);
  32.         System.out.println(new BASE64Encoder().encode(str5));
  33.         System.out.println(new String(str6, "UTF-8"));
  35.     }
  37.     /**
  38.      * ECB加密,不要IV
  39.      * @param key 密钥
  40.      * @param data 明文
  41.      * @return Base64编码的密文
  42.      * @throws Exception
  43.      */
  44.     public static byte[] des3EncodeECB(byte[] key, byte[] data)
  45.             throws Exception {
  47.         Key deskey = null;
  48.         DESedeKeySpec spec = new DESedeKeySpec(key);
  49.         SecretKeyFactory keyfactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede");
  50.         deskey = keyfactory.generateSecret(spec);
  52.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("desede" + "/ECB/PKCS5Padding");
  54.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
  55.         byte[] bOut = cipher.doFinal(data);
  57.         return bOut;
  58.     }
  60.     /**
  61.      * ECB解密,不要IV
  62.      * @param key 密钥
  63.      * @param data Base64编码的密文
  64.      * @return 明文
  65.      * @throws Exception
  66.      */
  67.     public static byte[] ees3DecodeECB(byte[] key, byte[] data)
  68.             throws Exception {
  70.         Key deskey = null;
  71.         DESedeKeySpec spec = new DESedeKeySpec(key);
  72.         SecretKeyFactory keyfactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede");
  73.         deskey = keyfactory.generateSecret(spec);
  75.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("desede" + "/ECB/PKCS5Padding");
  77.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
  79.         byte[] bOut = cipher.doFinal(data);
  81.         return bOut;
  83.     }
  85.     /**
  86.      * CBC加密
  87.      * @param key 密钥
  88.      * @param keyiv IV
  89.      * @param data 明文
  90.      * @return Base64编码的密文
  91.      * @throws Exception
  92.      */
  93.     public static byte[] des3EncodeCBC(byte[] key, byte[] keyiv, byte[] data)
  94.             throws Exception {
  96.         Key deskey = null;
  97.         DESedeKeySpec spec = new DESedeKeySpec(key);
  98.         SecretKeyFactory keyfactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede");
  99.         deskey = keyfactory.generateSecret(spec);
  101.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("desede" + "/CBC/PKCS5Padding");
  102.         IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(keyiv);
  103.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey, ips);
  104.         byte[] bOut = cipher.doFinal(data);
  106.         return bOut;
  107.     }
  109.     /**
  110.      * CBC解密
  111.      * @param key 密钥
  112.      * @param keyiv IV
  113.      * @param data Base64编码的密文
  114.      * @return 明文
  115.      * @throws Exception
  116.      */
  117.     public static byte[] des3DecodeCBC(byte[] key, byte[] keyiv, byte[] data)
  118.             throws Exception {
  120.         Key deskey = null;
  121.         DESedeKeySpec spec = new DESedeKeySpec(key);
  122.         SecretKeyFactory keyfactory = SecretKeyFactory.getInstance("desede");
  123.         deskey = keyfactory.generateSecret(spec);
  125.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("desede" + "/CBC/PKCS5Padding");
  126.         IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(keyiv);
  128.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey, ips);
  130.         byte[] bOut = cipher.doFinal(data);
  132.         return bOut;
  134.     }
  136. }
复制代码

下面是运行结果


ECB模式:
rmWB4+r9Ug93WI0KAEuMig==
中国ABCabc123

CBC模式:
4aabWF8UFour/vNfnzJrjw==
中国ABCabc123




另外，android下要使用3DES可考虑将BASE64Encoder替换成Base64

代码如下：

  1.     public static void main(String[] args) throws Exception {
  3.         byte[] key=Base64.decode("YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4".getBytes(),Base64.DEFAULT);
  4.         byte[] keyiv = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
  6.         byte[] data="中国ABCabc123".getBytes("UTF-8");
  7.         
  8.         System.out.println("ECB加密解密");
  9.         byte[] str3 = des3EncodeECB(key,data );
  10.         byte[] str4 = ees3DecodeECB(key, str3);
  11.         System.out.println(new String(Base64.encode(str3,  Base64.DEFAULT),"UTF-8"));
  12.         System.out.println(new String(str4, "UTF-8"));
  14.         System.out.println();
  16.         System.out.println("CBC加密解密");
  17.         byte[] str5 = des3EncodeCBC(key, keyiv, data);
  18.         byte[] str6 = des3DecodeCBC(key, keyiv, str5);
  19.         System.out.println(new String(Base64.encode(str5,  Base64.DEFAULT),"UTF-8"));
  20.         System.out.println(new String(str6, "UTF-8"));
  21.     }
复制代码

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