Algoritma penyulitan dan penyahsulitan biasa dilaksanakan di Java

Java ialah bahasa pengaturcaraan yang sangat popular yang digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Dalam aplikasi praktikal, penyulitan data dan penyahsulitan adalah keperluan yang sangat biasa. Java menyediakan banyak algoritma penyulitan dan penyahsulitan Artikel ini secara ringkas akan memperkenalkan beberapa algoritma biasa.

1. Algoritma penyulitan simetri

Algoritma penyulitan simetri, juga dipanggil algoritma penyulitan kunci persendirian, menggunakan kunci yang sama untuk penyulitan dan penyahsulitan. Algoritma penyulitan simetri biasa termasuk DES, 3DES, AES, dsb.

1. Algoritma DES

DES (Standard Penyulitan Data) ialah algoritma penyulitan simetri klasik dengan panjang kunci 56 bit. Apabila menggunakan algoritma DES, anda perlu menjana kunci terlebih dahulu, kemudian menggunakan kunci untuk menyulitkan teks biasa untuk mendapatkan teks sifir kemudian menggunakan kunci untuk menyahsulit teks sifir untuk mendapatkan teks biasa; Di Jawa, anda boleh menggunakan fungsi penyulitan dan penyahsulitan DES yang disediakan oleh JCE (Java Cryptography Extension). Kod sampel adalah seperti berikut:

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. algoritma 3DES

Algoritma 3DES (Triple DES) ialah algoritma penyulitan yang dipertingkatkan berdasarkan algoritma DES, dengan kunci panjang 168 Bit. Proses penyulitan dan penyahsulitan algoritma 3DES adalah serupa dengan algoritma DES dan boleh dilaksanakan menggunakan perpustakaan JCE yang disediakan oleh Java. Kod sampel adalah seperti berikut:

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. Algoritma AES

Algoritma AES (Advanced Encryption Standard) ialah standard penyulitan lanjutan dan salah satu daripada algoritma penyulitan simetri yang paling popular pada masa ini . Panjang kunci algoritma AES biasanya 128 bit, 192 bit atau 256 bit. Di Java, anda juga boleh menggunakan fungsi penyulitan dan penyahsulitan AES yang disediakan oleh perpustakaan JCE. Kod sampel adalah seperti berikut:

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. Algoritma penyulitan asimetri

Algoritma penyulitan asimetri juga dipanggil algoritma penyulitan kunci awam, yang menggunakan kunci berbeza untuk penyulitan dan penyahsulitan. Algoritma penyulitan asimetri biasa termasuk algoritma RSA.

1. Algoritma RSA

Algoritma RSA ialah algoritma penyulitan asimetri dan algoritma penyulitan teori nombor berdasarkan integer besar. Ciri algoritma RSA ialah kunci awam boleh didedahkan kepada umum dan kunci itu peribadi, jadi ia sangat selamat. Di Java, anda juga boleh menggunakan penyulitan RSA dan fungsi penyahsulitan yang disediakan oleh perpustakaan JCE. Kod sampel adalah seperti berikut:

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);
    }
}

Di atas adalah beberapa algoritma penyulitan dan penyahsulitan biasa yang dilaksanakan di Java. Dalam aplikasi sebenar, adalah perlu untuk memilih algoritma penyulitan dan penyahsulitan yang sesuai dengan anda mengikut situasi sebenar, dan menyesuaikan dan mengoptimumkannya mengikut keperluan khusus.

Atas ialah kandungan terperinci Algoritma penyulitan dan penyahsulitan biasa dilaksanakan di Java. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!