java加解密(一)

1、杂谈

　　1、古典密码学

　　　　核心：替换法/位移法（凯撒加密）

　　　　破解方法：频率分析法，即研究字母和字母组合在文本中出现的概率。

　　2、近代密码学：

　　　　恩尼格玛机

　　　　被图灵破解

　　3、现代密码学：

　　　　1、散列函数：散列函数，也叫杂凑函数、摘要函数或哈希函数，可将任意长度的消息经过运算，变成固定长度数值，常见的有MD5、SHA-1、SHA256，多应用在文件校验，数字签名中。

　　　　2、对此密码：对称密码应用了相同的加密密钥和解密密钥。对称密码分为：序列密码(流密码)，分组密码(块密码)两种。流密码是对信息流中的每一个元素（一个字母或一个比特）作为基本的处理单元进行加密，块密码是先对信息流分块，再对每一块分别加密。

　　　　3、非对称密码：非对称密码有两支密钥，公钥（publickey）和私钥（privatekey），加密和解密运算使用的密钥不同。用公钥对原文进行加密后，需要由私钥进行解密；用私钥对原文进行加密后（此时一般称为签名），需要由公钥进行解密（此时一般称为验签）。公钥可以公开的，大家使用公钥对信息进行加密，再发送给私钥的持有者，私钥持有者使用私钥对信息进行解密，获得信息原文。因为私钥只有单一人持有，因此不用担心被他人解密获取信息原文。

2、常见加密模式（部分代码可直接复用）

　　1、单密钥加密：DES加密/AES加密

/**
 * @Description DES对称加密标准,单密钥加密
 * @Author lx
 * @Date 2020/12/15 16:05
 **/
public class DESDemo {
​
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.原文
        String str = "下雪了";
        System.out.println("原文："+str);
        //2.key,DES的加密key必须是8位
        String key ="12345678";
​
        /**
         * AES和DES区别
         * 1.DES比AES原始
         * 2.DES密钥必须是8位数组   :mQRnQ+PLy3s5e6I2UFZGNW0cmZX2Z+ON
         * 3.AES密钥是16位密钥,其他代码几乎一样 :dydk4yvmMOchvAyXCKuPIgf+U13Kia5U3w53KFaKnyE=
         * 4.加密后的结果不一样
         */
        //3.算法,DES
        String algorithm = "DES";
​
        //4.形式,模式
        String transformation = "DES";
​
        //5.获取加密对象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
​
        //6.指定密钥规则
        //传入2个参数:1.密钥key,必须是8位字节数组;2.alogrithm 算法;
        //返回SecretKeySpec,密钥规则
        //       SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance(key.getBytes(), algorithm);
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        /**
         * 对加密进行初始化
         * 传入2 个参数:1.模式,加密模式或者解密模式;2.加密规则
         */
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,secretKeySpec);
​
        //进行加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(str.getBytes());
​
        /**
         * 打印密文,直接打印乱码,需要用base64进行转换
         * 注意:tostring和new string()区别
         * 1.tostring():用于打印hash地址或者对象
         * 2.new String():用于打印密文
         */
        System.out.println("未进行base64转码前加密结果："+new String(bytes));
​
        /**
         * base64.encode()对密文进行解码,便于查看
         * base64.decode()对密文进行转码,转回成密文
         */
        System.out.println("进行base64转码后的加密结果："+Base64.encode(bytes));
​
    }
}

运行结果：

原文：下雪了
未进行base64转码前加密结果：r�w��5���T�.�Am�
进行base64转码后的加密结果：csB3veA1qbGUVIoujUFthw==

　　2、AES/EDS解密

public class AesDemo {
    // DES加密算法,key的大小必须是8个字节
​
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input ="原文";
        // AES加密算法，比较高级，所以key的大小必须是16个字节
        String key = "1234567812345678";
​
        String transformation = "AES"; // 9PQXVUIhaaQ=
        // 指定获取密钥的算法
        String algorithm = "AES";
        // 先测试加密，然后在测试解密
        String encryptDES = encryptDES(input, key, transformation, algorithm);
        System.out.println("加密:" + encryptDES);
        String s = dncryptDES(encryptDES, key, transformation, algorithm);
        System.out.println("解密:" + s);
​
    }
​
    /**
     * 使用DES加密数据
     *
     * @param input          : 原文
     * @param key            : 密钥(DES,密钥的长度必须是8个字节)
     * @param transformation : 获取Cipher对象的算法
     * @param algorithm      : 获取密钥的算法
     * @return : 密文
     * @throws Exception
     */
    private static String encryptDES(String input, String key, String transformation, String algorithm) throws Exception {
        // 获取加密对象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 创建加密规则
        // 第一个参数key的字节
        // 第二个参数表示加密算法
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        // ENCRYPT_MODE：加密模式
        // DECRYPT_MODE: 解密模式
        // 初始化加密模式和算法
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,sks);
        // 加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(input.getBytes());
​
        // 输出加密后的数据
        String encode = Base64.encode(bytes);
​
        return encode;
    }
​
    /**
     * 使用DES解密
     *
     * @param input          : 密文
     * @param key            : 密钥
     * @param transformation : 获取Cipher对象的算法
     * @param algorithm      : 获取密钥的算法
     * @throws Exception
     * @return: 原文
     */
    private static String dncryptDES(String input, String key, String transformation, String algorithm) throws Exception {
        // 1,获取Cipher对象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 指定密钥规则
        SecretKeySpec sks = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sks);
        // 3. 解密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(Base64.decode(input));
​
        return new String(bytes);
    }
}

运行结果：

 加密:TUuxDy0h/Rx1KwhMFXEnog==
 解密:原文

　　3、加密模式：ECB/CBC

　　4、填充模式

3、消息摘要

/**
 * @Description 消息摘要
 * @Author lx
 * @Date 2020/12/15 16:38
 **/
public class DigestDemo {
​
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /**
         * 获取消息摘要
         */
        //1.原文
        String  str  = "消息摘要";
​
        //2.算法,MD5
        String algorithm ="MD5";
        String MD5 = getDigest(str, algorithm);
        System.out.println("MD5--->"+MD5);
​
        /**
         * 使用不同算法,生成消息数字摘要
         */
        algorithm ="SHA-1";
        String SHA1 = getDigest(str, algorithm);
        System.out.println("SHA1--->"+SHA1);
​
        algorithm ="SHA-256";
        String SHA256 = getDigest(str, algorithm);
        System.out.println("SHA256--->"+SHA256);
//7b0feaed8d7291cbaf1139e85ec6318da6a18972ae5faf3d6dbefe5b21bbd7bd
//7b0feaed8d7291cbaf1139e85ec6318da6a18972ae5faf3d6dbefe5b21bbd7bd
//889a828bfcf3c9f7adf862c9cd051d5b961be308
//        System.out.println(new String(digest));
//
//        System.out.println(Base64.encode(digest));
//
        //323070dd4582eda3825fec99ee0887db
        //323070dd4582eda3825fec99ee887db
        //323070dd4582eda3825fec99ee0887db
    }
​
    /**
     * 因base64转码结果和直接用网页MD5生成密文不同
     * 生成数字摘要,传入不同算法,不使用base64进行转码,直接使用16进制进行转换,
     * 字符位数不足2的在高位补0
     * @param str   原文
     * @param algorithm  算法
     * @return
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     */
    private static String  getDigest(String str, String algorithm) throws NoSuchAlgorithmException {
        //3.获取数字摘要对象
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
​
        //4.获取数字摘要的字节数组
        byte[] digest = messageDigest.digest(str.getBytes());
​
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
​
        for (byte b : digest) {
            //将每个字节转成16进制
            String s = Integer.toHexString(b & 0xff);
            //直接打印会少2位
            //如果生成的字符只有一个,在高位补0
            if(s.length()==1){
                s = "0"+s;
            }
            sb.append(s);
        }
       // System.out.println(sb);
        return  sb.toString();
    }
}

运行结果：

MD5--->323070dd4582eda3825fec99ee0887db
SHA1--->889a828bfcf3c9f7adf862c9cd051d5b961be308
SHA256--->7b0feaed8d7291cbaf1139e85ec6318da6a18972ae5faf3d6dbefe5b21bbd7bd