加密与解密 java c#

最新推荐文章于 2022-05-09 10:22:02 发布

乐乐_120

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分类专栏： java c#

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本文介绍了BASE64、MD5、SHA、HMAC等加密算法的特点与应用，对比了单向与双向加密的区别，并深入探讨了DES算法的工作原理及其实现。

今天做到了加密、解密问题，现在做了一下整理。

BASE64编码算法不算是真正的加密算法。
MD5、SHA、HMAC这三种加密算法，可谓是非可逆加密，就是不可解密的加密方法，我们称之为单向加密算法。我们通常只把他们作为加密的基础。单纯的以上三种的加密并不可靠。

1.BASE64
按照RFC2045的定义，Base64被定义为：Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）
常见于邮件、http加密，截取http信息，你就会发现登录操作的用户名、密码字段通过BASE64加密的。

	/**
	 * BASE64解密
	 * 
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
		return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
	}

	/**
	 * BASE64加密
	 * 
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
		return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
	}

主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder两个类，我们只需要知道使用对应的方法即可。另，BASE加密后产生的字节位数是8的倍数，如果不够位数以=符号填充。

2.MD5
MD5 -- message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）缩写，广泛用于加密和解密技术，常用于文件校验。校验？不管文件多大，经过MD5后都能生成唯一的MD5值。好比现在的ISO校验，都是MD5校验。怎么用？当然是把ISO经过MD5后产生MD5的值。一般下载linux-ISO的朋友都见过下载链接旁边放着MD5的串。就是用来验证文件是否一致的。

	/**
	 * MD5加密
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {

		MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
		md5.update(data);

		return md5.digest();

	}

md5文件加密(net)

   /// <summary>
        /// 获得一个文件的MD5值
        /// </summary>
        /// <param name="filepath"></param>
        /// <returns></returns>
        public static string GetFileMD5(string filepath)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            using (MD5 md5 = MD5.Create())
            {
                using (FileStream fs = File.OpenRead(filepath))
                {
                    byte[] newB = md5.ComputeHash(fs);
                    foreach (byte item in newB)
                    {
                        sb.Append(item.ToString("x2"));
                    }
                }
            }

            return sb.ToString();
        }

package test;

import java.security.MessageDigest;

/**
 * 采用MD5加密解密
 * @author tfq
 * @datetime 2011-10-13
 */
public class MD5Util {

	/***
	 * MD5加码 生成32位md5码
	 */
	public static String string2MD5(String inStr){
		MessageDigest md5 = null;
		try{
			md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
		}catch (Exception e){
			System.out.println(e.toString());
			e.printStackTrace();
			return "";
		}
		char[] charArray = inStr.toCharArray();
		byte[] byteArray = new byte[charArray.length];

		for (int i = 0; i < charArray.length; i++)
			byteArray[i] = (byte) charArray[i];
		byte[] md5Bytes = md5.digest(byteArray);
		StringBuffer hexValue = new StringBuffer();
		for (int i = 0; i < md5Bytes.length; i++){
			int val = ((int) md5Bytes[i]) & 0xff;
			if (val < 16)
				hexValue.append("0");
			hexValue.append(Integer.toHexString(val));
		}
		return hexValue.toString();

	}

	/**
	 * 加密解密算法 执行一次加密，两次解密
	 */ 
	public static String convertMD5(String inStr){

		char[] a = inStr.toCharArray();
		for (int i = 0; i < a.length; i++){
			a[i] = (char) (a[i] ^ 't');
		}
		String s = new String(a);
		return s;

	}

	// 测试主函数
	public static void main(String args[]) {
		String s = new String("123456abdf");
		System.out.println("原始的 :" + s);
		System.out.println("     :978e1909955a84e3bf53947074a488db");
		System.out.println("MD5后 :" + string2MD5(s));
		System.out.println("加密的 :" + convertMD5(s));
		System.out.println("解密的 :" + convertMD5(convertMD5(s)));

	}
}

3.SHA
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法），数字签名等密码学应用中重要的工具，被广泛地应用于电子商务等信息安全领域。虽然，SHA与MD5通过碰撞法都被破解了，

	/**
	 * SHA加密
	 * 
	 * @param data
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {

		MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
		sha.update(data);

		return sha.digest();

	}
}

但是SHA仍然是公认的安全加密算法，较之MD5更为安全。

4.HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。

	/**
	 * 初始化HMAC密钥
	 * 
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static String initMacKey() throws Exception {
		KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);

		SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
		return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
	}

	/**
	 * HMAC加密
	 * 
	 * @param data
	 * @param key
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {

		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);
		Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
		mac.init(secretKey);

		return mac.doFinal(data);

	}

测试方法：

import static org.junit.Assert.*;

import org.junit.Test;

/**
 * 
 * @author 梁栋
 * @version 1.0
 * @since 1.0
 */
public class CoderTest {

	@Test
	public void test() throws Exception {
		String inputStr = "简单加密";
		System.err.println("原文:\n" + inputStr);

		byte[] inputData = inputStr.getBytes();
		String code = Coder.encryptBASE64(inputData);

		System.err.println("BASE64加密后:\n" + code);

		byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);

		String outputStr = new String(output);

		System.err.println("BASE64解密后:\n" + outputStr);

		// 验证BASE64加密解密一致性
		assertEquals(inputStr, outputStr);

		// 验证MD5对于同一内容加密是否一致
		assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder
				.encryptMD5(inputData));

		// 验证SHA对于同一内容加密是否一致
		assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder
				.encryptSHA(inputData));

		String key = Coder.initMacKey();
		System.err.println("Mac密钥:\n" + key);

		// 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致
		assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(
				inputData, key));

		BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));
		System.err.println("MD5:\n" + md5.toString(16));

		BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));
		System.err.println("SHA:\n" + sha.toString(32));

		BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));
		System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));
	}
}

输出结果：

原文:
简单加密
BASE64加密后:
566A5Y2V5Yqg5a+G

BASE64解密后:
简单加密
Mac密钥:
uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke
pBIpkd7QHg==

MD5:
-550b4d90349ad4629462113e7934de56
SHA:
91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn
HMAC:
2287d192387e95694bdbba2fa941009a

二，双向加密

采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。
需要对加密和解密使用相同密钥的加密算法。由于其速度，对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。对称性加密也称为密钥加密。
所谓对称，就是采用这种加密方法的双方使用方式用同样的密钥进行加密和解密。密钥是控制加密及解密过程的指令。

算法是一组规则，规定如何进行加密和解密。因此对称式加密本身不是安全的。　　
常用的对称加密有：DES、IDEA、RC2、RC4、SKIPJACK、RC5、AES算法等
本文详解DES算法

DES算法为密码体制中的对称密码体制，又被成为美国数据加密标准，是1972年美国IBM公司研制的对称密码体制加密算法。明文按64位进行分组, 密钥长64位，密钥事实上是56位参与DES运算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校验位，使得每个密钥都有奇数个1）分组后的明文组和56位的密钥按位替代或交换的方法形成密文组的加密方法。

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;

public class EncrypDES {
	
	//KeyGenerator 提供对称密钥生成器的功能，支持各种算法
	private KeyGenerator keygen;
	//SecretKey 负责保存对称密钥
	private SecretKey deskey;
	//Cipher负责完成加密或解密工作
	private Cipher c;
	//该字节数组负责保存加密的结果
	private byte[] cipherByte;
	
	public EncrypDES() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		//实例化支持DES算法的密钥生成器(算法名称命名需按规定，否则抛出异常)
		keygen = KeyGenerator.getInstance("DES");
		//生成密钥
		deskey = keygen.generateKey();
		//生成Cipher对象,指定其支持的DES算法
		c = Cipher.getInstance("DES");
	}
	
	/**
	 * 对字符串加密
	 * 
	 * @param str
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，ENCRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
		byte[] src = str.getBytes();
		// 加密，结果保存进cipherByte
		cipherByte = c.doFinal(src);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * 对字符串解密
	 * 
	 * @param buff
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，DECRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
		cipherByte = c.doFinal(buff);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchPaddingException 
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 * @throws BadPaddingException 
	 * @throws IllegalBlockSizeException 
	 * @throws InvalidKeyException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		EncrypDES de1 = new EncrypDES();
		String msg ="郭XX-搞笑相声全集";
		byte[] encontent = de1.Encrytor(msg);
		byte[] decontent = de1.Decryptor(encontent);
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("加密后:" + new String(encontent));
		System.out.println("解密后:" + new String(decontent));
	}

}

三，因为今天要在java、c#中都要用到这个加密算法，所以用到了PBE方法，

具体的资源文件下载：http://download.youkuaiyun.com/detail/hualele/9635705，这个已经测试过了，可行

只是要注意：

a.明文不能有中文字；

b.密码不能有中文字符；