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Java常用的加密方式

文章目录

  • 1. 对称加密
  • 1.1. AES（Advanced Encryption Standard）
  • 1.2. DES（Data Encryption Standard）
  • 2. 非对称加密
  • 2.1. RSA（Rivest-Shamir-Adleman）
  • 3. 哈希函数

    • 在Java开发中，常用的加密方式包括以下几种

    MessageDigest（消息摘要）：Java提供了java.security.MessageDigest类来进行散列算法的使用。通过MessageDigest类可以计算数据的哈希值，例如使用SHA-256、MD5等算法对用户信息进行散列处理。

    AES（高级加密标准）：AES是一种常用的对称加密算法，适用于保护用户敏感信息。Java中可以使用javax.crypto包下的相关类进行AES加密和解密操作。

    RSA（非对称加密）：RSA是一种常用的非对称加密算法，用于加密和解密敏感信息。Java中可以使用java.security包下的相关类进行RSA加密和解密操作。

    在 Java 中，常用的加密方式包括对称加密、非对称加密、哈希函数等。不同的加密方式适用于不同的安全需求，如数据加密、数字签名、密码存储等。以下是一些常用的加密方式及其 Java 实现示例：

    1. 对称加密

    对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密。常见的对称加密算法包括 AES 和 DES。

    1.1. AES（Advanced Encryption Standard）

    ● 用途：数据加密，支持不同的密钥长度（如128位、192位、256位）。
    ● Java示例：

    import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plaintext = "Hello, AES!";
        
        // 生成密钥
        SecretKey key = generateKey();
        String keyString = Base64.getEncoder().encodeToString(key.getEncoded());
        System.out.println("Key: " + keyString);

        // 加密
        String ciphertext = encrypt(plaintext, key);
        System.out.println("Ciphertext: " + ciphertext);

        // 解密
        String decryptedText = decrypt(ciphertext, key);
        System.out.println("Decrypted Text: " + decryptedText);
    }

    // 生成AES密钥
    private static SecretKey generateKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGen.init(128); // 128位密钥
        return keyGen.generateKey();
    }

    // 加密
    private static String encrypt(String plaintext, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    // 解密
    private static String decrypt(String ciphertext, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(ciphertext);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes);
    }
}

    1.2. DES（Data Encryption Standard）

    ● 用途：较旧的加密标准，通常推荐使用 AES 替代。
    ● Java示例：

    import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class DESEncryptionExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plaintext = "Hello, DES!";
        
        // 生成密钥
        SecretKey key = generateKey();
        String keyString = Base64.getEncoder().encodeToString(key.getEncoded());
        System.out.println("Key: " + keyString);

        // 加密
        String ciphertext = encrypt(plaintext, key);
        System.out.println("Ciphertext: " + ciphertext);

        // 解密
        String decryptedText = decrypt(ciphertext, key);
        System.out.println("Decrypted Text: " + decryptedText);
    }

    // 生成DES密钥
    private static SecretKey generateKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DES");
        keyGen.init(56); // 56位密钥
        return keyGen.generateKey();
    }

    // 加密
    private static String encrypt(String plaintext, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    // 解密
    private static String decrypt(String ciphertext, SecretKey key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(ciphertext);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes);
    }
}

    2. 非对称加密

    非对称加密算法使用一对密钥（公钥和私钥）。常见的非对称加密算法包括 RSA 和 ECC。

    2.1. RSA（Rivest-Shamir-Adleman）

    ● 用途：加密和数字签名，通常用于安全通信。
    ● Java示例：

    import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Security;
import javax.crypto.Cipher;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

public class RSAExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();

        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        String plaintext = "Hello, RSA!";

        // 加密
        String ciphertext = encrypt(plaintext, publicKey);
        System.out.println("Ciphertext: " + ciphertext);

        // 解密
        String decryptedText = decrypt(ciphertext, privateKey);
        System.out.println("Decrypted Text: " + decryptedText);
    }

    // 加密
    private static String encrypt(String plaintext, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }

    // 解密
    private static String decrypt(String ciphertext, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(ciphertext);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);
        return new String(decryptedBytes);
    }
}

    3. 哈希函数

    哈希函数用于生成数据的唯一标识符，常用于数据完整性检查和密码存储。
    3.1. SHA-256（Secure Hash Algorithm 256-bit）
    ● 用途：生成数据的哈希值，广泛用于数据完整性校验。
    ● Java示例：

    import java.security.MessageDigest;

public class SHA256Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plaintext = "Hello, SHA-256!";
        
        // 计算哈希值
        MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] hashBytes = digest.digest(plaintext.getBytes());
        String hashString = bytesToHex(hashBytes);
        System.out.println("SHA-256 Hash: " + hashString);
    }

    // 辅助方法：将字节数组转换为十六进制字符串
    private static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) {
            sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    }
}
    1. 总结
      ● 对称加密（如 AES、DES）：用于数据加密，使用相同的密钥进行加密和解密。
      ● 非对称加密（如 RSA）：用于加密和数字签名，使用一对密钥（公钥和私钥）。
      ● 哈希函数（如 SHA-256）：用于生成数据的哈希值，确保数据完整性。
      每种加密方式有其特定的应用场景和安全特性。根据需要选择合适的加密方式可以有效地保护数据和通信安全。

    作者：思静语

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