JAVA各種加密與解密方式匯總
更新時(shí)間：2023年11月14日 11:59:36 作者：有夢(mèng)想的菜
在項(xiàng)目開發(fā)中,我們常需要用到加解密算法,本文主要介紹了JAVA各種加密與解密方式匯總,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下
一、凱撒加密
在密碼學(xué)中，凱撒加密是一種最簡(jiǎn)單且最廣為人知的加密技術(shù)。它是一種替換加密的技術(shù)，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一個(gè)固定數(shù)目進(jìn)行偏移后被替換成密文。這個(gè)加密方法是以羅馬共和時(shí)期愷撒的名字命名的，當(dāng)年愷撒曾用此方法與其將軍們進(jìn)行聯(lián)系。
public class caesarCipher {
public static void main(String[] args) {
String show = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ~~";
int key = 3;
String ciphertext = encryption(show, key, true);
System.out.println(ciphertext);
String showText = encryption(ciphertext, key, false);
System.out.println(showText);
}
/**
* @param text 明文/密文
* @param key 位移
* @param mode 加密/解密 true/false
* @return 密文/明文
*/
private static String encryption(String text, int key, boolean mode) {
char[] chars = text.toCharArray();
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (char aChar : chars) {
int a = mode ? aChar + key : aChar - key;
char newa = (char) a;
sb.append(newa);
}
return sb.toString();
}
}明文字母表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ~~
密文字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]
注意：當(dāng)字符的ASCII碼 + 偏移量 > 127，密文轉(zhuǎn)化出來(lái)會(huì)亂碼，~（波浪號(hào)）：126+3=129
二、Base64
Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見的用于傳輸8Bit字節(jié)碼的編碼方式之一，Base64就是一種基于64個(gè)可打印字符來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)的方法。
base64 : A-Z a-z 0-9 + /
Base64要求把每三個(gè)8Bit的字節(jié)轉(zhuǎn)換為四個(gè)6Bit的字節(jié)（3*8 = 4*6 = 24），然后把6Bit再添兩位高位0，組成四個(gè)8Bit的字節(jié)，也就是說(shuō)，轉(zhuǎn)換后的字符串理論上將要比原來(lái)的長(zhǎng)1/3。
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.exceptions.Base64DecodingException;
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
public class base64Demo {
public static void main(String[] args) throws Base64DecodingException {
//MQ== 一個(gè)字節(jié)補(bǔ)兩個(gè)=
System.out.println(Base64.encode("1".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
//MTE= 兩個(gè)字節(jié)補(bǔ)一個(gè)=
System.out.println(Base64.encode("11".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
//MTEx
System.out.println(Base64.encode("111".getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
//解密11
System.out.println(new String(Base64.decode("MTE=")));
}
}
三、信息摘要算法（MD5 或 SHA）
信息摘要是安全的單向哈希函數(shù)，它接收任意大小的數(shù)據(jù)，并輸出固定長(zhǎng)度的哈希值。
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.HashMap;
//信息摘要是安全的單向哈希函數(shù)，它接收任意大小的數(shù)據(jù)，并輸出固定長(zhǎng)度的哈希值。
public class DigestDemo {
/**
* @param input 明文
* @param algorithm 算法 MD5 | sha-1 SHA-256 |
* @return 密文 Base64 & Hex
*/
private static String toHexOrBase64(String input, String algorithm) throws NoSuchAlgorithmException {
MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
byte[] digest1 = digest.digest(input.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
String base64 = Base64.encode(digest1);
StringBuffer haxValue = new StringBuffer();
for (byte b : digest1) {
//0xff是16進(jìn)制數(shù)，這個(gè)剛好8位都是1的二進(jìn)制數(shù)，而且轉(zhuǎn)成int類型的時(shí)候，高位會(huì)補(bǔ)0
int val = ((int) b) & 0xff;//只取得低八位
//在&正數(shù)byte值的話，對(duì)數(shù)值不會(huì)有改變 在&負(fù)數(shù)數(shù)byte值的話，對(duì)數(shù)值前面補(bǔ)位的1會(huì)變成0，
if (val < 16) {
haxValue.append("0");//位數(shù)不夠，高位補(bǔ)0
}
haxValue.append(Integer.toHexString(val));
}
HashMap<String, String> DigestMap = new HashMap<>();
DigestMap.put("Base64", base64);
DigestMap.put("Hex", String.valueOf(haxValue));
return JSON.toJSONString(DigestMap);
}
}
加密原文：123456
| 算法 | Base64 |
| MD5 | 4QrcOUm6Wau+VuBX8g+IPg== |
| sha-1 | fEqNCco3Yq9h5ZUglD3CZJT4lBs= |
| sha-256 | jZae727K08KaOmKSgOaGzww/XVqGr/PKEgIMkjrcbJI= |
| 算法 | Hex |
| MD5 | e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e |
| sha-1 | 7c4a8d09ca3762af61e59520943dc26494f8941b |
| sha-256 | 8d969eef6ecad3c29a3a629280e686cf0c3f5d5a86aff3ca12020c923adc6c92 |
四、對(duì)稱加密（Des，Triple Des，AES）
采用單鑰密碼系統(tǒng)的加密方法，同一個(gè)密鑰可以同時(shí)用作信息的加密和解密，這種加密方法稱為對(duì)稱加密，也稱為單密鑰加密。常用的單向加密算法：
- DES（Data Encryption Standard）：數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，速度較快，適用于加密大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合；
- 3DES（Triple DES）：是基于DES，對(duì)一塊數(shù)據(jù)用三個(gè)不同的密鑰進(jìn)行三次加密，強(qiáng)度更高；
- AES（Advanced Encryption Standard）：高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)，是下一代的加密算法標(biāo)準(zhǔn)，速度快，安全級(jí)別高，支持128、192、256位密鑰的加密；
加密原文：你好世界??！
import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.dv.util.Base64;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class desOrAesDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String text = "你好世界??！";
String key = "12345678";//des必須8字節(jié)
// 算法/模式/填充 默認(rèn) DES/ECB/PKCS5Padding
String transformation = "DES";
String key1 = "1234567812345678";//aes必須16字節(jié)
String transformation1 = "AES";
String key2 = "123456781234567812345678";//TripleDES使用24字節(jié)的key
String transformation2 = "TripleDes";
String extracted = extracted(text, key, transformation, true);
System.out.println("DES加密：" + extracted);
String extracted1 = extracted(extracted, key, transformation, false);
System.out.println("解密：" + extracted1);
String extracted2 = extracted(text, key1, transformation1, true);
System.out.println("AES加密：" + extracted2);
String extracted3 = extracted(extracted2, key1, transformation1, false);
System.out.println("解密：" + extracted3);
String extracted4 = extracted(text, key2, transformation2, true);
System.out.println("Triple Des加密：" + extracted4);
String extracted5 = extracted(extracted, key2, transformation2, false);
System.out.println("解密：" + extracted5);
}
/**
* @param text 明文/base64密文
* @param key 密鑰
* @param transformation 轉(zhuǎn)換方式
* @param mode 加密/解密
*/
private static String extracted(String text, String key, String transformation, boolean mode) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
// key 與給定的密鑰內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的密鑰算法的名稱
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), transformation);
//Cipher 的操作模式,加密模式：ENCRYPT_MODE、 解密模式：DECRYPT_MODE、包裝模式：WRAP_MODE 或 解包裝：UNWRAP_MODE）
cipher.init(mode ? Cipher.ENCRYPT_MODE : Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] bytes = cipher.doFinal(mode ? text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8) : Base64.decode(text));
return mode ? Base64.encode(bytes) : new String(bytes);
}
}
| 算法 | 密匙 | 密文 |
| DES | 12345678 8位 | j+tPzTH7ttEeK+FrJaLY8OwmOezdN8hF |
| AES | 12345678*2 16位 | /+cq03JhyvrTIJyYvWwc2Dc/bFUBNKelKPSANnWgsAw= |
| TripleDes | 12345678*3 24位 | j+tPzTH7ttEeK+FrJaLY8OwmOezdN8hF |
五、非對(duì)稱加密
公鑰加密，也叫非對(duì)稱（密鑰）加密（public key encryption），屬于通信科技下的網(wǎng)絡(luò)安全二級(jí)學(xué)科，指的是由對(duì)應(yīng)的一對(duì)唯一性密鑰（即公開密鑰和私有密鑰）組成的加密方法。它解決了密鑰的發(fā)布和管理問(wèn)題，是商業(yè)密碼的核心。在公鑰加密體制中，沒(méi)有公開的是私鑰，公開的是公鑰。常用的算法：
RSA、ElGamal、背包算法、Rabin(Rabin的加密法可以說(shuō)是RSA方法的特例)、Diffie-Hellman (D-H) 密鑰交換協(xié)議中的公鑰加密算法、Elliptic Curve Cryptography（ECC,橢圓曲線加密算法）。
1.生成公鑰和私鑰文件
目前JDK1.8支持 RSA、DSA、DIFFIEHELLMAN、EC
/**
* 生成公鑰和私鑰文件
* @param algorithm 算法
* @param privatePath 私鑰路徑
* @param publicPath 公鑰路徑
*/
private static void generateKeyFile(String algorithm, String privatePath, String publicPath) throws NoSuchAlgorithmException, IOException {
//返回生成指定算法的 public/private 密鑰對(duì)的 KeyPairGenerator 對(duì)象
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(algorithm);
//生成一個(gè)密鑰對(duì)
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
//私鑰
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
//公鑰
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
byte[] privateKeyEncoded = privateKey.getEncoded();
byte[] publicKeyEncoded = publicKey.getEncoded();
String privateEncodeString = Base64.encode(privateKeyEncoded);
String publicEncodeString = Base64.encode(publicKeyEncoded);
//需導(dǎo)入commons-io
FileUtils.writeStringToFile(new File(privatePath), privateEncodeString, StandardCharsets.UTF_8);
FileUtils.writeStringToFile(new File(publicPath), publicEncodeString, StandardCharsets.UTF_8);
}2.使用RSA進(jìn)行加密、解密
package cryptography;
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.exceptions.Base64DecodingException;
import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.*;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
public class RSADemo {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String text = "===你好世界===";
String algorithm = "RSA";
PublicKey publicKey = getPublicKey(algorithm, "rsaKey/publicKey2.txt");
PrivateKey privateKey = getPrivateKey(algorithm, "rsaKey/privateKey2.txt");
String s = RSAEncrypt(text, algorithm, publicKey);
String s1 = RSADecrypt(s, algorithm, privateKey);
System.out.println(s);
System.out.println(s1);
//generateKeyFile("DSA","D:\\privateKey2.txt","D:\\publicKey2.txt");
}
/**
* 獲取公鑰,key
* @param algorithm 算法
* @param publicPath 密匙文件路徑
* @return
*/
private static PublicKey getPublicKey(String algorithm, String publicPath) throws IOException, NoSuchAlgorithmException, Base64DecodingException, InvalidKeySpecException {
String publicEncodeString = FileUtils.readFileToString(new File(publicPath), StandardCharsets.UTF_8);
//返回轉(zhuǎn)換指定算法的 public/private 關(guān)鍵字的 KeyFactory 對(duì)象。
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(algorithm);
//此類表示根據(jù) ASN.1 類型 SubjectPublicKeyInfo 進(jìn)行編碼的公用密鑰的 ASN.1 編碼
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.decode(publicEncodeString));
return keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
}
/**
* 獲取私鑰，key
* @param algorithm 算法
* @param privatePath 密匙文件路徑
* @return
*/
private static PrivateKey getPrivateKey(String algorithm, String privatePath) throws IOException, NoSuchAlgorithmException, Base64DecodingException, InvalidKeySpecException {
String privateEncodeString = FileUtils.readFileToString(new File(privatePath), StandardCharsets.UTF_8);
//返回轉(zhuǎn)換指定算法的 public/private 關(guān)鍵字的 KeyFactory 對(duì)象。
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(algorithm);
//創(chuàng)建私鑰key的規(guī)則 此類表示按照 ASN.1 類型 PrivateKeyInfo 進(jìn)行編碼的專用密鑰的 ASN.1 編碼
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decode(privateEncodeString));
//私鑰對(duì)象
return keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
}
/**
* 加密
* @param text 明文
* @param algorithm 算法
* @param key 私鑰/密鑰
* @return 密文
*/
private static String RSAEncrypt(String text, String algorithm, Key key) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, NoSuchProviderException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] bytes = cipher.doFinal(text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
return Base64.encode(bytes);
}
/**
* 解密
* @param extracted 密文
* @param algorithm 算法
* @param key 密鑰/私鑰
* @return String 明文
*/
private static String RSADecrypt(String extracted, String algorithm, Key key) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, Base64DecodingException, NoSuchProviderException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] bytes1 = cipher.doFinal(Base64.decode(extracted));
return new String(bytes1);
}
/**
* 生成公鑰和私鑰文件
* @param algorithm 算法
* @param privatePath 私鑰路徑
* @param publicPath 公鑰路徑
*/
private static void generateKeyFile(String algorithm, String privatePath, String publicPath) throws NoSuchAlgorithmException, IOException {
//返回生成指定算法的 public/private 密鑰對(duì)的 KeyPairGenerator 對(duì)象
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(algorithm);
//生成一個(gè)密鑰對(duì)
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
//私鑰
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
//公鑰
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
byte[] privateKeyEncoded = privateKey.getEncoded();
byte[] publicKeyEncoded = publicKey.getEncoded();
String privateEncodeString = Base64.encode(privateKeyEncoded);
String publicEncodeString = Base64.encode(publicKeyEncoded);
//需導(dǎo)入commons-io
FileUtils.writeStringToFile(new File(privatePath), privateEncodeString, StandardCharsets.UTF_8);
FileUtils.writeStringToFile(new File(publicPath), publicEncodeString, StandardCharsets.UTF_8);
}
}
密文（明文：===你好世界===）
ZBadyYCIck2iYV8RtsY35T1GbaYt9aLS51dcws5H4IcrOH+i6/8AIEdgtwJO3p1ccqKP6XTwQAWm
ceJ7kpsk76nvFD8Hg2pLYzH2oEE+oy07bLBdBiE+zVFkP+0DL+nrsHO4elQxc9BSslj5wGLQqbb1
Mxh9Tcpf5zJEOxdBZvE=
六、查看系統(tǒng)支持的算法
public static void main(String[] args) throws Exception {
System.out.println("列出加密服務(wù)提供者:");
Provider[] pro=Security.getProviders();
for(Provider p:pro){
System.out.println("Provider:"+p.getName()+" - version:"+p.getVersion());
System.out.println(p.getInfo());
}
System.out.println("=======");
System.out.println("列出系統(tǒng)支持的消息摘要算法：");
for(String s:Security.getAlgorithms("MessageDigest")){
System.out.println(s);
}
System.out.println("=======");
System.out.println("列出系統(tǒng)支持的生成公鑰和私鑰對(duì)的算法：");
for(String s:Security.getAlgorithms("KeyPairGenerator")){
System.out.println(s);
}
}其他加密算法可以使用 Bouncy Castle Crypto包
<dependency>
<groupId>org.bouncycastle</groupId>
<artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
<version>1.70</version>
</dependency>到此這篇關(guān)于JAVA各種加密與解密方式匯總的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JAVA 加密解密內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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