JAVA加密解密

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JAVA加密解密之3DES(TripleDES)

转x33g5p2x  于2021-12-25 转载在 其他  
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3DES算法简介

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。

3DES算法实现

package com.jianggujin.codec;

import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.jianggujin.codec.util.JCipherInputStream;
import com.jianggujin.codec.util.JCipherOutputStream;
import com.jianggujin.codec.util.JCodecException;

/** * 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 * * @author jianggujin * */
public class JTripleDES {

   /** * DES算法 * * @author jianggujin * */
   public static enum JDESAlgorithm {

      DES, DESede;

      public String getName() {
         return this.name();
      }
   }

   /** * 工作模式 * * @author jianggujin * */
   public static enum JWorkingMode {

      /** * 该模式不能使用向量 */
      ECB, CBC, CFB, OFB, CTR;

      public String getName() {
         return this.name();
      }
   }

   /** * 填充方式 * * @author jianggujin * */
   public static enum JPadding {

      NoPadding, PKCS5Padding;

      public String getName() {
         return this.name();
      }
   }

   /** * 初始化密钥 * * @param algorithm * @return * @throws Exception */
   public static byte[] initKey(String algorithm) {
      try {
         KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
         return kg.generateKey().getEncoded();
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }

   /** * 初始化向量 * * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static byte[] initIv(String algorithm, String workingMode, String padding) {
      try {
         String fullAlg = algorithm + "/" + workingMode + "/" + padding;
         Cipher cipher = Cipher.getInstance(fullAlg);
         int blockSize = cipher.getBlockSize();
         byte[] iv = new byte[blockSize];
         for (int i = 0; i < blockSize; i++) {
            iv[i] = 0;
         }
         return iv;
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }

   /** * 加密 * * @param data * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return encrypt(data, key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 加密 * * @param data * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding,
         byte[] iv) {
      // 数据加密
      Cipher cipher = getEncryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv);
      try {
         return cipher.doFinal(data);
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }

   /** * 包裹输出流，包裹后的输出流为加密输出流 * * @param out * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static OutputStream wrap(OutputStream out, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return wrap(out, key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 包裹输出流，包裹后的输出流为加密输出流 * * @param out * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static OutputStream wrap(OutputStream out, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding,
         byte[] iv) {
      // 数据加密
      Cipher cipher = getEncryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv);

      return new JCipherOutputStream(cipher, out);
   }

   /** * 获得加密模式的{@link Cipher} * * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static Cipher getEncryptCipher(byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return getEncryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 获得加密模式的{@link Cipher} * * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static Cipher getEncryptCipher(byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding, byte[] iv) {
      return getCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv, Cipher.ENCRYPT_MODE);
   }

   /** * 解密 * * @param data * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return decrypt(data, key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 解密 * * @param data * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding,
         byte[] iv) {
      // 数据解密
      Cipher cipher = getDecryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv);
      try {
         return cipher.doFinal(data);
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }

   /** * 包裹输入流，原输入流为加密数据输入流 * * @param in * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static InputStream wrap(InputStream in, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return wrap(in, key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 包裹输入流，原输入流为加密数据输入流 * * @param in * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static InputStream wrap(InputStream in, byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding,
         byte[] iv) {
      // 数据解密
      Cipher cipher = getDecryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv);
      return new JCipherInputStream(cipher, in);
   }

   /** * 获得解密模式的{@link Cipher} * * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @return */
   public static Cipher getDecryptCipher(byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding) {
      return getDecryptCipher(key, algorithm, workingMode, padding, null);
   }

   /** * 获得解密模式的{@link Cipher} * * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @return */
   public static Cipher getDecryptCipher(byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding, byte[] iv) {
      return getCipher(key, algorithm, workingMode, padding, iv, Cipher.DECRYPT_MODE);
   }

   /** * 获得{@link Cipher} * * @param key * @param algorithm * @param workingMode * @param padding * @param iv * 为null时则使用默认向量 * @param opmode * @return */
   private static Cipher getCipher(byte[] key, String algorithm, String workingMode, String padding, byte[] iv,
         int opmode) {
      // 生成本地密钥
      SecretKey secretKey = getSecretKey(key, algorithm);

      try {
         String fullAlg = algorithm + "/" + workingMode + "/" + padding;
         Cipher cipher = Cipher.getInstance(fullAlg);
         if (!JWorkingMode.ECB.getName().equalsIgnoreCase(workingMode)) {
            if (iv == null) {
               int blockSize = cipher.getBlockSize();
               iv = new byte[blockSize];
               for (int i = 0; i < blockSize; i++) {
                  iv[i] = 0;
               }
            }
            IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);
            cipher.init(opmode, secretKey, ivSpec);
         } else {
            cipher.init(opmode, secretKey);
         }
         return cipher;
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }

   /** * 获得密钥 * * @param key * @param algorithm * @return */
   private static SecretKey getSecretKey(byte[] key, String algorithm) {
      try {
         SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, algorithm);
         return secretKey;
      } catch (Exception e) {
         throw new JCodecException(e);
      }
   }
}

测试代码：

package com.jianggujin.codec.test;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

import org.junit.Test;

import com.jianggujin.codec.JBase64;
import com.jianggujin.codec.JBase64.JEncoder;
import com.jianggujin.codec.JTripleDES;
import com.jianggujin.codec.JTripleDES.JDESAlgorithm;
import com.jianggujin.codec.JTripleDES.JPadding;
import com.jianggujin.codec.JTripleDES.JWorkingMode;

public class TripleDESTest {
   String str = "jianggujin111111";
   File file = new File(getClass().getSimpleName() + ".dat");

   @Test
   public void test() throws Exception {
      System.out.println("原串：" + str);
      JEncoder encoder = JBase64.getEncoder();
      for (JDESAlgorithm algorithm : JDESAlgorithm.values()) {
         System.out.println("算法：" + algorithm.getName());
         byte[] key = JTripleDES.initKey(algorithm.getName());
         System.out.println("密钥：" + encoder.encodeToString(key, "UTF-8"));
         for (JWorkingMode workingMode : JWorkingMode.values()) {
            for (JPadding padding : JPadding.values()) {
               System.out.println("-----------------------------------------");
               System.out.println(algorithm + "/" + workingMode + "/" + padding);
               byte[] encrypt = JTripleDES.encrypt(str.getBytes(), key, algorithm.getName(), workingMode.getName(),
                     padding.getName());
               System.out.println("加密：" + encoder.encodeToString(encrypt, "UTF-8"));
               System.out.println("解密：" + new String(
                     JTripleDES.decrypt(encrypt, key, algorithm.getName(), workingMode.getName(), padding.getName())));

               System.out.print("输出流加密：" + file.getAbsolutePath());
               OutputStream out = JTripleDES.wrap(new FileOutputStream(file), key, algorithm.getName(),
                     workingMode.getName(), padding.getName());
               out.write(str.getBytes());
               out.flush();
               out.close();
               System.out.println();
               System.out.print("输入流解密：");
               InputStream in = JTripleDES.wrap(new FileInputStream(file), key, algorithm.getName(),
                     workingMode.getName(), padding.getName());
               byte[] buffer = new byte[1024];
               int len = in.read(buffer);
               System.out.println(new String(buffer, 0, len));
            }
         }

      }
   }
}

测试结果
原串：jianggujin111111
算法：DES
密钥：STgOq5j+W2I=
—————————————–
DES/ECB/NoPadding
加密：xReaksflVhoskcgCSbx32g==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/ECB/PKCS5Padding
加密：xReaksflVhoskcgCSbx32nAMw70j5Q4d
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CBC/NoPadding
加密：xReaksflVhoAZm1EazC1pA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CBC/PKCS5Padding
加密：xReaksflVhoAZm1EazC1pABSl+6raOnY
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CFB/NoPadding
加密：lv3gnIv2ARWE+EURnN8qBQ==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CFB/PKCS5Padding
加密：lv3gnIv2ARWE+EURnN8qBeyGlXXo79Vj
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/OFB/NoPadding
加密：lv3gnIv2ARWdOf4IFFr2RA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/OFB/PKCS5Padding
加密：lv3gnIv2ARWdOf4IFFr2REpbraYN8vK1
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CTR/NoPadding
加密：lv3gnIv2ARX96lBo58xf8A==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DES/CTR/PKCS5Padding
加密：lv3gnIv2ARX96lBo58xf8A==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
算法：DESede
密钥：+MQqI5g+c2GJbdOnTFRUkQ2zdgj96hX4
—————————————–
DESede/ECB/NoPadding
加密：4DfUS0dkn0Yf1NIThNPzRA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/ECB/PKCS5Padding
加密：4DfUS0dkn0Yf1NIThNPzRG7eKaTs2NC9
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CBC/NoPadding
加密：4DfUS0dkn0Y5mctZQQs4lg==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CBC/PKCS5Padding
加密：4DfUS0dkn0Y5mctZQQs4liPGg8/jDzsk
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CFB/NoPadding
加密：2huLYOt44ucXsUXX2fQuqw==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CFB/PKCS5Padding
加密：2huLYOt44ucXsUXX2fQuq85yWpJ1qxaq
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/OFB/NoPadding
加密：2huLYOt44uedB3fPCBGGmA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/OFB/PKCS5Padding
加密：2huLYOt44uedB3fPCBGGmBmF7G+qCWDe
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CTR/NoPadding
加密：2huLYOt44ucNRy7fPNJGmA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111
—————————————–
DESede/CTR/PKCS5Padding
加密：2huLYOt44ucNRy7fPNJGmA==
解密：jianggujin111111
输出流加密：F:\workspace\java\eclipse\JCodec\TripleDESTest.dat
输入流解密：jianggujin111111

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原文链接 : https://blog.csdn.net/jianggujin/article/details/50536949

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