加密在平時(shí)開(kāi)發(fā)中也會(huì)經(jīng)常用到，涉及登錄、支付、接口設(shè)計(jì)等方面，可能都需要考慮到加密算法，加密算法分對(duì)稱(chēng)加密和非對(duì)稱(chēng)加密，對(duì)稱(chēng)加密使用的密鑰只有一個(gè)，發(fā)送和接收雙方都使用這個(gè)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，非對(duì)稱(chēng)加密算法，需要兩個(gè)密鑰，一個(gè)是公鑰 (public key)，另一個(gè)是私鑰 (private key)，如果使用公鑰對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能進(jìn)行解密。如果使用私鑰對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的公鑰才能進(jìn)行解密。
1、MD5
MD5一般用于對(duì)一段信息產(chǎn)生信息摘要即生成數(shù)字簽名，以防止被篡改。無(wú)論是多長(zhǎng)的輸入，MD5 都會(huì)輸出長(zhǎng)度為128bits 的一個(gè)串 (通常用16進(jìn)制表示為32個(gè)字符)。
JAVA代碼如下：
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class Md5Utils {
private static final String UTF8 = "utf-8";
/**
* 加密
*
* @param plainText 待加密字符串
* @return
*/
public final static String encoder(String plainText)
throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {
byte[] bytes = plainText.getBytes(UTF8);
MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");
mdInst.update(bytes);
byte[] md = mdInst.digest();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < md.length; i++) {
int val = ((int) md[i]) & 0xff;
if (val < 16) {
sb.Append("0");
}
sb.append(Integer.toHexString(val));
}
return sb.toString();
}
}
2、SHA1
SHA1 是和 MD5 一樣流行的 消息摘要算法，然而 SHA1 比 MD5 的 安全性更強(qiáng)。對(duì)于長(zhǎng)度小于 2^64 位的消息，SHA1 會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 160 位的消息摘要。基于MD5、SHA1 的信息摘要一般而言不可逆 ，可以被應(yīng)用在檢查 文件完整性以及數(shù)字簽名等場(chǎng)景。
java代碼如下：
import java.security.MessageDigest;
public final class Sha1Utils {
private static final char[] HEX_DIGITS = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
private static String getFormattedText(byte[] bytes) {
int len = bytes.length;
StringBuilder buf = new StringBuilder(len * 2);
// 把密文轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的字符串形式
for (int j = 0; j < len; j++) {
buf.append(HEX_DIGITS[(bytes[j] >> 4) & 0x0f]);
buf.append(HEX_DIGITS[bytes[j] & 0x0f]);
}
return buf.toString();
}
public static String encode(String str) {
if (str == null) {
return null;
}
try {
MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA1");
messageDigest.update(str.getBytes());
return getFormattedText(messageDigest.digest());
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
3、RSA
RSA 加密算法是目前比較優(yōu)秀的公鑰方案。RSA是第一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的算法，它能夠抵抗到目前為止已知的 所有密碼攻擊，已被ISO推薦為公鑰數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)。RSA 加密算法基于一個(gè)十分簡(jiǎn)單的數(shù)論事實(shí)：將兩個(gè)大素?cái)?shù)相乘十分容易，但想要對(duì)其乘積進(jìn)行 因式分解卻極其困難，因此可以將乘積公開(kāi)作為加密密鑰。
java代碼如下：
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
public class RsaUtils {
private static final String UTF8 = "UTF-8";
/**
* 隨機(jī)生成密鑰對(duì)
*
* @throws NoSuchAlgorithmException
*/
public static RsaKeyPair generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
// KeyPairGenerator類(lèi)用于生成公鑰和私鑰對(duì)，基于RSA算法生成對(duì)象
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
// 初始化密鑰對(duì)生成器，密鑰大小為96-1024位
keyPairGen.initialize(1024, new SecureRandom());
// 生成一個(gè)密鑰對(duì)，保存在keyPair中
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
// 得到私鑰
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 得到公鑰
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
// 得到公鑰字符串
String publicKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()));
// 得到私鑰字符串
String privateKeyString = new String(Base64.getEncoder().encode((privateKey.getEncoded())));
return new RsaKeyPair(publicKeyString, privateKeyString);
}
/**
* RSA公鑰加密
*
* @param plainText 加密字符串
* @param publicKey 公鑰
* @return 密文
* @throws Exception
*/
public static String encrypt(String plainText, String publicKey) throws Exception {
// base64編碼的公鑰
byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(publicKey.getBytes(UTF8));
RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePublic(new X509EncodedKeySpec(decoded));
// RSA加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);
byte[] encodeBytes = Base64.getEncoder().encode(cipher.doFinal(plainText.getBytes(UTF8)));
return new String(encodeBytes, UTF8);
}
/**
* RSA私鑰解密
*
* @param encryptText 加密字符串
* @param privateKey 私鑰
* @return 明文
* @throws Exception
*/
public static String decrypt(String encryptText, String privateKey) throws Exception {
// 64位解碼加密后的字符串
byte[] inputByte = Base64.getDecoder().decode(encryptText.getBytes(UTF8));
// base64編碼的私鑰
byte[] decoded = Base64.getDecoder().decode(privateKey.getBytes(UTF8));
RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance("RSA").generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(decoded));
// RSA解密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, priKey);
String outStr = new String(cipher.doFinal(inputByte));
return outStr;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 生成公鑰和私鑰
RsaKeyPair rsaKeyPair = generateKeyPair();
// 加密字符串
String message = "river106";
System.out.println("隨機(jī)生成的公鑰為:" + rsaKeyPair.getPublicKey());
System.out.println("隨機(jī)生成的私鑰為:" + rsaKeyPair.getPrivateKey());
System.out.println("原始內(nèi)容: "+message);
String encryptText = encrypt(message, rsaKeyPair.getPublicKey());
System.out.println("加密后的字符串為:" + encryptText);
String messageDe = decrypt(encryptText, rsaKeyPair.getPrivateKey());
System.out.println("解密后的字符串為:" + messageDe);
}
private static class RsaKeyPair {
private String publicKey;
private String privateKey;
public RsaKeyPair() {
}
public RsaKeyPair(String publicKey, String privateKey) {
this.publicKey = publicKey;
this.privateKey = privateKey;
}
public String getPublicKey() {
return publicKey;
}
public void setPublicKey(String publicKey) {
this.publicKey = publicKey;
}
public String getPrivateKey() {
return privateKey;
}
public void setPrivateKey(String privateKey) {
this.privateKey = privateKey;
}
}
}
4、DES
DES是對(duì)稱(chēng)的塊加密算法，加解密的過(guò)程是可逆的。
DES 加密算法是一種分組密碼，以 64 位為 分組對(duì)數(shù)據(jù) 加密，它的密鑰長(zhǎng)度是56位，加密解密用同一算法。
DES 加密算法是對(duì)密鑰進(jìn)行保密，而公開(kāi)算法，包括加密和解密算法。這樣，只有掌握了和發(fā)送方相同密鑰的人才能解讀由 DES加密算法加密的密文數(shù)據(jù)。因此，破譯 DES 加密算法實(shí)際上就是搜索密鑰的編碼。對(duì)于56位長(zhǎng)度的密鑰來(lái)說(shuō)，如果用窮舉法來(lái)進(jìn)行搜索的話，其運(yùn)算次數(shù)為2^56次。
java代碼如下：
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;
public class DesUtils {
private static final String UTF8 = "UTF-8";
private static byte[] iv = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};
/**
* DES加密
* @param plainText 待加密內(nèi)容
* @param encryptKey 加密key
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encrypt(String plainText, String encryptKey) throws Exception {
IvParameterSpec zeroIv = new IvParameterSpec(iv);
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(encryptKey.getBytes(), "DES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, zeroIv);
byte[] encryptedData = cipher.doFinal(plainText.getBytes(UTF8));
return new String(Base64.getEncoder().encode(encryptedData), UTF8);
}
/**
* DES解密
* @param encryptedText 已加密內(nèi)容
* @param decryptKey 解密key
* @return
* @throws Exception
*/
public static String decrypt(String encryptedText, String decryptKey) throws Exception {
IvParameterSpec zeroIv = new IvParameterSpec(iv);
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(decryptKey.getBytes(UTF8), "DES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, zeroIv);
byte decryptedData[] = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText.getBytes(UTF8)));
return new String(decryptedData, UTF8);
}
}
5、AES
AES是對(duì)稱(chēng)的塊加密算法，加解密的過(guò)程是可逆的。
AES 加密算法是密碼學(xué)中的高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，該加密算法采用對(duì)稱(chēng)分組密碼體制，密鑰長(zhǎng)度的最少支持為128位、 192位、256位，分組長(zhǎng)度128位，算法應(yīng)易于各種硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。這種加密算法是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。
AES 本身就是為了取代 DES 的，AES具有更好的安全性、效率和靈活性。
java代碼如下：
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.SecureRandom;
public class AesUtils {
/**
* 加密
*
* @param content 需要加密的內(nèi)容
* @param password 加密密碼
* @return
*/
public static String encrypt(String content, String password) throws Exception {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(password.getBytes());
kgen.init(128, secureRandom);
SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
// 創(chuàng)建密碼器
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
byte[] byteContent = content.getBytes("utf-8");
// 初始化
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
// 將10進(jìn)制字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制字符串
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
String hex = Integer.toHexString(result[i] & 0xFF);
if (hex.length() == 1) {
hex = '0' + hex;
}
sb.append(hex.toUpperCase());
}
return sb.toString();
}
/**
* 解密
*
* @param content 待解密內(nèi)容
* @param password 解密密鑰
* @return
*/
public static String decrypt(String content, String password) throws Exception {
// 將16進(jìn)制字符創(chuàng)轉(zhuǎn)為10進(jìn)制字節(jié)數(shù)組
byte[] result = new byte[content.length() / 2];
for (int i = 0; i < content.length() / 2; i++) {
int high = Integer.parseInt(content.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
int low = Integer.parseInt(content.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
result[i] = (byte) (high * 16 + low);
}
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance("AES");
SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(password.getBytes());
kgen.init(128, secureRandom);
SecretKey secretKey = kgen.generateKey();
byte[] enCodeFormat = secretKey.getEncoded();
SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(enCodeFormat, "AES");
// 創(chuàng)建密碼器
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
// 初始化
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] data = cipher.doFinal(result);
return new String(data);
}
}
