In Java implementierte gängige Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsalgorithmen

Java ist eine sehr beliebte Programmiersprache und wird in verschiedenen Bereichen häufig verwendet. In praktischen Anwendungen sind Datenverschlüsselung und -entschlüsselung weit verbreitete Anforderungen. Java bietet viele Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsalgorithmen. In diesem Artikel werden einige gängige Algorithmen kurz vorgestellt.

1. Symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus

Der symmetrische Verschlüsselungsalgorithmus, auch Private-Key-Verschlüsselungsalgorithmus genannt, verwendet denselben Schlüssel für die Verschlüsselung und Entschlüsselung. Zu den gängigen symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen gehören DES, 3DES, AES usw.

1. DES-Algorithmus

DES (Data Encryption Standard) ist ein klassischer symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus mit einer Schlüssellänge von 56 Bit. Wenn Sie den DES-Algorithmus verwenden, müssen Sie zuerst einen Schlüssel generieren und ihn dann zum Verschlüsseln des Klartexts verwenden, um den Chiffretext zu erhalten. In Java können Sie die von JCE (Java Cryptography Extension) bereitgestellte DES-Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsfunktion verwenden. Der Beispielcode lautet wie folgt:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class DESUtil {
    private static final String ALGORITHM = "DES";

    public static String encrypt(String content, String key) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        byte[] byteContent = content.getBytes();
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
        return parseByte2HexStr(result);
    }

    public static String decrypt(String content, String key) throws Exception {
        byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(content);
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(decryptFrom);
        return new String(result);
    }

    private static String parseByte2HexStr(byte[] buf) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : buf) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    private static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1) {
            return null;
        }
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "Hello World!";
        String key = "12345678";
        String encrypt = encrypt(content, key);
        System.out.println("加密后：" + encrypt);
        String decrypt = decrypt(encrypt, key);
        System.out.println("解密后：" + decrypt);
    }
}

2. 3DES-Algorithmus

3DES (Triple DES)-Algorithmus ist ein auf Basis des DES-Algorithmus erweiterter Verschlüsselungsalgorithmus mit einer Schlüssellänge von 168 Bit. Der Ver- und Entschlüsselungsprozess des 3DES-Algorithmus ähnelt dem DES-Algorithmus und kann mithilfe der von Java bereitgestellten JCE-Bibliothek implementiert werden. Der Beispielcode lautet wie folgt:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class TripleDESUtil {
    private static final String ALGORITHM = "DESede";

    private static byte[] initKey() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
        kg.init(168); // 3DES的密钥长度为168位
        SecretKey secretKey = kg.generateKey();
        return secretKey.getEncoded();
    }

    public static String encrypt(String content, byte[] key) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        byte[] byteContent = content.getBytes();
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
        return parseByte2HexStr(result);
    }

    public static String decrypt(String content, byte[] key) throws Exception {
        byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(content);
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(decryptFrom);
        return new String(result);
    }

    private static String parseByte2HexStr(byte[] buf) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : buf) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    private static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1) {
            return null;
        }
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "Hello World!";
        byte[] key = initKey();
        String encrypt = encrypt(content, key);
        System.out.println("加密后：" + encrypt);
        String decrypt = decrypt(encrypt, key);
        System.out.println("解密后：" + decrypt);
    }
}

3. AES-Algorithmus

Der AES-Algorithmus (Advanced Encryption Standard) ist ein fortschrittlicher Verschlüsselungsstandard und derzeit einer der beliebtesten symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen. Die Schlüssellänge des AES-Algorithmus beträgt im Allgemeinen 128 Bit, 192 Bit oder 256 Bit. In Java können Sie auch die von der JCE-Bibliothek bereitgestellte AES-Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsfunktion verwenden. Der Beispielcode lautet wie folgt:

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class AESUtil {
    private static final String ALGORITHM = "AES";

    private static byte[] initKey() throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
        kg.init(128); // AES的密钥长度为128位、192位、256位
        SecretKey secretKey = kg.generateKey();
        return secretKey.getEncoded();
    }

    public static String encrypt(String content, byte[] key) throws Exception {
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        byte[] byteContent = content.getBytes();
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
        return parseByte2HexStr(result);
    }

    public static String decrypt(String content, byte[] key) throws Exception {
        byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(content);
        SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec);
        byte[] result = cipher.doFinal(decryptFrom);
        return new String(result);
    }

    private static String parseByte2HexStr(byte[] buf) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : buf) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    private static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1) {
            return null;
        }
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "Hello World!";
        byte[] key = initKey();
        String encrypt = encrypt(content, key);
        System.out.println("加密后：" + encrypt);
        String decrypt = decrypt(encrypt, key);
        System.out.println("解密后：" + decrypt);
    }
}

2. Asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus

Der asymmetrische Verschlüsselungsalgorithmus wird auch als Public-Key-Verschlüsselungsalgorithmus bezeichnet, der unterschiedliche Schlüssel zur Ver- und Entschlüsselung verwendet. Zu den gängigen asymmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen gehört der RSA-Algorithmus.

1. RSA-Algorithmus

RSA-Algorithmus ist ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus und ein zahlentheoretischer Verschlüsselungsalgorithmus, der auf großen ganzen Zahlen basiert. Das Merkmal des RSA-Algorithmus besteht darin, dass der öffentliche Schlüssel öffentlich gemacht werden kann und der Schlüssel privat ist, sodass er sehr sicher ist. In Java können Sie auch die von der JCE-Bibliothek bereitgestellten RSA-Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsfunktionen verwenden. Der Beispielcode lautet wie folgt:

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;

public class RSAUtil {
    private static final String ALGORITHM = "RSA";

    private static KeyPair getKeyPair(int keySize) throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
        keyPairGenerator.initialize(keySize);
        return keyPairGenerator.generateKeyPair();
    }

    public static String encrypt(String content, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] byteContent = content.getBytes();
        byte[] result = cipher.doFinal(byteContent);
        return parseByte2HexStr(result);
    }

    public static String decrypt(String content, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        byte[] decryptFrom = parseHexStr2Byte(content);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] result = cipher.doFinal(decryptFrom);
        return new String(result);
    }

    private static String parseByte2HexStr(byte[] buf) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : buf) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            sb.append(hex.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }

    private static byte[] parseHexStr2Byte(String hexStr) {
        if (hexStr.length() < 1) {
            return null;
        }
        byte[] result = new byte[hexStr.length() / 2];
        for (int i = 0; i < hexStr.length() / 2; i++) {
            int high = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2, i * 2 + 1), 16);
            int low = Integer.parseInt(hexStr.substring(i * 2 + 1, i * 2 + 2), 16);
            result[i] = (byte) (high * 16 + low);
        }
        return result;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "Hello World!";
        KeyPair keyPair = getKeyPair(1024);
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        String encrypt = encrypt(content, publicKey);
        System.out.println("加密后：" + encrypt);
        String decrypt = decrypt(encrypt, privateKey);
        System.out.println("解密后：" + decrypt);
    }
}

Die oben genannten sind mehrere gängige Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsalgorithmen, die in Java implementiert sind. In tatsächlichen Anwendungen müssen Sie basierend auf der tatsächlichen Situation den für Sie geeigneten Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsalgorithmus auswählen und ihn entsprechend den spezifischen Anforderungen anpassen und optimieren.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonIn Java implementierte gängige Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsalgorithmen. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!