对称加密算法-DES以及DESede算法

一、简述

  对称加密算法就是能将数据加解密。加密的时候用密钥对数据进行加密，解密的时候使用同样的密钥对数据进行解密。

  DES是美国国家标准研究所提出的算法。因为加解密的数据安全性和密钥长度成正比。des的56位的密钥已经形成安全隐患，在1998年之后就很少被采用。但是一些老旧的系统还在使用。因为这个des算法并没有被美国标准委员会公布全部算法，大家一致怀疑被留了后门。所以慢慢就被淘汰掉了。

  后来针对des算法进行了改进，有了三重des算法（DESede）。针对des算法的密钥长度较短以及迭代次数偏少问题做了相应改进，提高了安全强度。不过desede算法处理速度较慢，密钥计算时间较长，加密效率不高问题使得对称加密算法的发展不容乐观。

二、交互模型

1、消息传递双方约定密钥，通常由消息发送方（甲方）构建密钥通知消息接收方（乙方）

2、甲方使用密钥对数据记性加密，然后将加密后的数据通过网络传送给乙方

3、乙方接收到数据，然后使用约定的密钥对数据进行解密

 

整个模型很像hmac的数据交互过程，都是一个密钥的概念，而且密钥都是双方知道的。但是hmac算法是信息摘要的获取。这边是对数据进行加解密

 

三、java6和bouncycastle针对des算法的数据加密支持还是不同的。体现在密钥长度，工作模式以及填充方式上。这里bouncycastle的密钥长度是64位。不过在DESede算法上bouncy castle也是密钥长度比java6的密钥长度要长。

    不过所有的对称加密算法的实现还是类似的。可以参看如下的代码：

1、des算法

[java] view plain copy

1. package com.ca.test;  
2. import <a href="http://lib.youkuaiyun.com/base/17" class='replace_word' title="Java EE知识库" target='_blank' style='color:#df3434; font-weight:bold;'>Java</a>.security.Key;  
3. import javax.crypto.Cipher;  
4. import javax.crypto.KeyGenerator;  
5. import javax.crypto.SecretKey;  
6. import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
7. import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
8. import org.apache.commons.codec.binary.Base64;  
9. /** 
10.  * DES对称加密算法 
11.  * @author kongqz 
12.  * */  
13. public class DESCoder {  
14.     /** 
15.      * 密钥算法 
16.      * java支持56位密钥，bouncycastle支持64位 
17.      * */  
18.     public static final String KEY_ALGORITHM="DES";  
19.       
20.     /** 
21.      * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 
22.      * */  
23.     public static final String CIPHER_ALGORITHM="DES/ECB/PKCS5Padding";  
24.       
25.     /** 
26.      *  
27.      * 生成密钥，java6只支持56位密钥，bouncycastle支持64位密钥 
28.      * @return byte[] 二进制密钥 
29.      * */  
30.     public static byte[] initkey() throws Exception{  
31.           
32.         //实例化密钥生成器  
33.         KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
34.         //初始化密钥生成器  
35.         kg.init(56);  
36.         //生成密钥  
37.         SecretKey secretKey=kg.generateKey();  
38.         //获取二进制密钥编码形式  
39.         return secretKey.getEncoded();  
40.     }  
41.     /** 
42.      * 转换密钥 
43.      * @param key 二进制密钥 
44.      * @return Key 密钥 
45.      * */  
46.     public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{  
47.         //实例化Des密钥  
48.         DESKeySpec dks=new DESKeySpec(key);  
49.         //实例化密钥工厂  
50.         SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
51.         //生成密钥  
52.         SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks);  
53.         return secretKey;  
54.     }  
55.       
56.     /** 
57.      * 加密数据 
58.      * @param data 待加密数据 
59.      * @param key 密钥 
60.      * @return byte[] 加密后的数据 
61.      * */  
62.     public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
63.         //还原密钥  
64.         Key k=toKey(key);  
65.         //实例化  
66.         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
67.         //初始化，设置为加密模式  
68.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  
69.         //执行操作  
70.         return cipher.doFinal(data);  
71.     }  
72.     /** 
73.      * 解密数据 
74.      * @param data 待解密数据 
75.      * @param key 密钥 
76.      * @return byte[] 解密后的数据 
77.      * */  
78.     public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
79.         //欢迎密钥  
80.         Key k =toKey(key);  
81.         //实例化  
82.         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
83.         //初始化，设置为解密模式  
84.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  
85.         //执行操作  
86.         return cipher.doFinal(data);  
87.     }  
88.     /** 
89.      * @param args 
90.      * @throws Exception  
91.      */  
92.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
93.         String str="DES";  
94.         System.out.println("原文："+str);  
95.         //初始化密钥  
96.         byte[] key=DESCoder.initkey();  
97.         System.out.println("密钥："+Base64.encodeBase64String(key));  
98.         //加密数据  
99.         byte[] data=DESCoder.encrypt(str.getBytes(), key);  
100.         System.out.println("加密后："+Base64.encodeBase64String(data));  
101.         //解密数据  
102.         data=DESCoder.decrypt(data, key);  
103.         System.out.println("解密后："+new String(data));  
104.     }  
105. }  
106. 控制台输出结果：  
107. 原文：DES  
108. 密钥：ocewbYVbtmE=  
109. 加密后：w6KsVSkLV3Q=  
110. 解密后：DES  

2、desede算法演示

[java] view plain copy

1. package com.ca.test;  
2. import java.security.Key;  
3. import javax.crypto.Cipher;  
4. import javax.crypto.KeyGenerator;  
5. import javax.crypto.SecretKey;  
6. import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
7. import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;  
8. import org.apache.commons.codec.binary.Base64;  
9. /** 
10.  * DESede对称加密算法演示 
11.  * @author kongqz 
12.  * */  
13. public class DESedeCoder {  
14.     /** 
15.      * 密钥算法 
16.      * */  
17.     public static final String KEY_ALGORITHM="DESede";  
18.       
19.     /** 
20.      * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 
21.      * */  
22.     public static final String CIPHER_ALGORITHM="DESede/ECB/PKCS5Padding";  
23.       
24.     /** 
25.      *  
26.      * 生成密钥 
27.      * @return byte[] 二进制密钥 
28.      * */  
29.     public static byte[] initkey() throws Exception{  
30.           
31.         //实例化密钥生成器  
32.         KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
33.         //初始化密钥生成器  
34.         kg.init(168);  
35.         //生成密钥  
36.         SecretKey secretKey=kg.generateKey();  
37.         //获取二进制密钥编码形式  
38.         return secretKey.getEncoded();  
39.     }  
40.     /** 
41.      * 转换密钥 
42.      * @param key 二进制密钥 
43.      * @return Key 密钥 
44.      * */  
45.     public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{  
46.         //实例化Des密钥  
47.         DESedeKeySpec dks=new DESedeKeySpec(key);  
48.         //实例化密钥工厂  
49.         SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
50.         //生成密钥  
51.         SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks);  
52.         return secretKey;  
53.     }  
54.       
55.     /** 
56.      * 加密数据 
57.      * @param data 待加密数据 
58.      * @param key 密钥 
59.      * @return byte[] 加密后的数据 
60.      * */  
61.     public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
62.         //还原密钥  
63.         Key k=toKey(key);  
64.         //实例化  
65.         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
66.         //初始化，设置为加密模式  
67.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  
68.         //执行操作  
69.         return cipher.doFinal(data);  
70.     }  
71.     /** 
72.      * 解密数据 
73.      * @param data 待解密数据 
74.      * @param key 密钥 
75.      * @return byte[] 解密后的数据 
76.      * */  
77.     public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
78.         //欢迎密钥  
79.         Key k =toKey(key);  
80.         //实例化  
81.         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
82.         //初始化，设置为解密模式  
83.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  
84.         //执行操作  
85.         return cipher.doFinal(data);  
86.     }  
87.     /** 
88.      * 进行加解密的测试 
89.      * @throws Exception  
90.      */  
91.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
92.         String str="DESede";  
93.         System.out.println("原文：/t"+str);  
94.         //初始化密钥  
95.         byte[] key=DESedeCoder.initkey();  
96.         System.out.println("密钥：/t"+Base64.encodeBase64String(key));  
97.         //加密数据  
98.         byte[] data=DESedeCoder.encrypt(str.getBytes(), key);  
99.         System.out.println("加密后：/t"+Base64.encodeBase64String(data));  
100.         //解密数据  
101.         data=DESedeCoder.decrypt(data, key);  
102.         System.out.println("解密后：/t"+new String(data));  
103.     }  
104. }  
105. 控制台输出结果：  
106. 原文： DESede  
107. 密钥： BBDmwTjBsF7IwTIyGWt1bmFntRyUgMQL  
108. 加密后：    FM/DsEv3KgM=  
109. 解密后：    DESede  

四、总结

1、主要看设定密钥的长度的变化。同时，bouncycastle支持更多的填充模式，在相同算法上比java6实现的版本的密钥长度要长

2、java的api中仅仅提供了DES,DESede和PBE 3三种对称加密算法密钥材料实现类