本文详细介绍了Java中常用的加解密技术，包括对称加密（如DES、AES）、非对称加密（如RSA、DH）以及数字签名证书。通过结合使用对称加密与非对称加密，可以解决秘钥管理和数据安全问题。文中还提供了具体的加密代码示例，以帮助理解这些技术的实际应用。
注意：建议阅读本文之前，先行阅读下面这篇文章，建立对密码学技术体系的整体认知：
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39190897/article/details/82223408
加密代码提供方
JDK：代码在java安装目录下的jre\lib\jce.jar包里;
CC：Apache公司提供的org.apache.commons.codec
主页： http://commons.apache.org/proper/commons-codec/
BC：org.bouncecastle
主页： http://www.bouncycastle.org/java.html
基本常用的使用JDK就够了。
maven引入外部依赖方式：
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-codec/commons-codec -->
<dependency>
<groupId>commons-codec</groupId>
<artifactId>commons-codec</artifactId>
<version>1.11</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.bouncycastle/bcprov-jdk15on -->
<dependency>
<groupId>org.bouncycastle</groupId>
<artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
<version>1.60</version>
</dependency>
加密分类
1、双向加密
双向加密即明文加密后形成的密文，可以通过逆向算法还原出明文。
（1）对称加密：即加密与解密用的是同一把秘钥，常用的对称加密技术有DES、AES、AES3、PBE等。
（2）非对称加密：加密与解密用的是不同的秘钥，常用的非对称加密技术有RSA、DH、ElGamal等。
1.1、对称加密
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。
1.2、非对称加密
假设这样一种场景A要发送一段消息给B，但是又不想以明文发送,所以就需要对消息进行加密。如果采用对称加密技术，那么加密与解密用的是同一把秘钥。除非B事先就知道A的秘钥,并且保存好，这样才可以解密A发来的消息。
由于对称技术只有一把秘钥，所以秘钥的管理是一个很麻烦的问题。而非对称技术的诞生就解决了这个问题。非对称加密与解密使用的是不同的秘钥，并且秘钥对是一一对应的,即用A的私钥加密的密文只有用A的公钥才能解密。
这样的话，每个人都有两把秘钥，私钥和公钥，私钥是只有自己才知道的，不能告诉别人，而公钥是公开的，大家都可以知道。这样，当A想要发送消息给B的时候，只需要用B的公钥对消息进行加密就可以了，由于B的私钥只有B才拥有，所以A用B的公钥加密的消息只有B才能解开。而B想更换自己的密钥时也很方便，只须把公钥告诉大家就可以了。
贴张图：
那么，既然非对称加密如此之好，对称加密就没有存在的必要了啊，其实不然，由于非对称加密算法的开销很大，所以如果直接以非对称技术来加密发送的消息效率会很差。那么怎么办呢？解决的办法也很简单，就是把对称加密技术与非对称加密技术结合起来使用。
举个例子：
假如A要发送一个消息给B，对于发送方的A：
(1) A先生成一个对称秘钥,这个秘钥可以是随机生成的;
(2) A用B的公钥加密第一步生成的这个对称秘钥;
(3) A把加密过的对称秘钥发给B;
(4) A用第一步生成的这个对称秘钥加密实际要发的消息;
(5) A把用对称秘钥加密的消息发给B.
对于接收方B:
（1）他先收到A发来的对称秘钥,这个秘钥是用B的公钥加密过的,所以B需要用自己的私钥来解密这个秘钥
（2）然后B又收到A发来的密文,这时候用刚才解密出来的秘钥来解密密文
对称性加密代码贴上：
package com.pica.cloud.health.sms.server.mapper.symmetric_encryption;
import java.security.Key;
import java.security.Security;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
/**
* @Description AES算法测试类
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 15:07
* @ModifyDate 2019/7/29 15:07
* @Params
* @Return
*/
public class AESTest {
public static final String src = "aes test";
public static void main(String[] args) {
jdkAES();
bcAES();
}
/**
* @Description 用jdk实现
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 15:09
* @ModifyDate 2019/7/29 15:09
* @Params []
* @Return void
*/
public static void jdkAES() {
try {
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
keyGenerator.init(128);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
Key key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("jdk aes encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("jdk aes decrypt:" + new String(result));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* @Description 用bouncy castle实现
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 15:09
* @ModifyDate 2019/7/29 15:09
* @Params []
* @Return void
*/
public static void bcAES() {
try {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES", "BC");
keyGenerator.getProvider();
keyGenerator.init(128);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] keyBytes = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
Key key = new SecretKeySpec(keyBytes, "AES");
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("bc aes encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("bc aes decrypt:" + new String(result));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package com.pica.cloud.health.sms.server.mapper.symmetric_encryption;
import java.security.Key;
import java.security.Security;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
/**
* @Description DES算法实现测试类
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 15:11
* @ModifyDate 2019/7/29 15:11
* @Params
* @Return
*/
public class DESTest {
public static final String src = "des test";
public static void main(String[] args) {
jdkDES();
bcDES();
}
/**
* @Description 用jdk实现DES加解密
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 10:38
* @ModifyDate 2019/7/29 10:38
* @Params []
* @Return void
*/
public static void jdkDES() {
try {
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");
keyGenerator.init(56);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("jdk des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("jdk des decrypt:" + new String(result));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* @Description 用bouncy castle实现DES加解密
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 10:38
* @ModifyDate 2019/7/29 10:38
* @Params []
* @Return void
*/
public static void bcDES() {
try {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES", "BC");
keyGenerator.getProvider();
keyGenerator.init(56);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(bytesKey);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("bc des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("bc des decrypt:" + new String(result));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package com.pica.cloud.health.sms.server.mapper.symmetric_encryption;
import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
/**
* @Description DES3算法实现测试类
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 15:07
* @ModifyDate 2019/7/29 15:07
* @Params
* @Return
*/
public class DES3Test {
public static final String src = "3des test";
public static void main(String[] args) {
jdk3DES();
bc3DES();
}
/**
* @Description 用jdk实现DES3加解密
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 10:39
* @ModifyDate 2019/7/29 10:39
* @Params
* @Return
*/
public static void jdk3DES() {
try {
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede");
// 必须长度是：112或168
// keyGenerator.init(168);
keyGenerator.init(new SecureRandom());
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
DESedeKeySpec desKeySpec = new DESedeKeySpec(bytesKey);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(src.getBytes());
System.out.println("jdk 3des encrypt:" + Hex.encodeHexString(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, convertSecretKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("jdk 3des decrypt:" + new String(result));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* @Description 用bouncy castle实现DES3加解密
* @Author Chongwen.jiang
* @Date 2019/7/29 10:40
* @ModifyDate 2019/7/29 10:40
* @Params
* @Return
*/
public static void bc3DES() {
try {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
// 生成KEY
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DESede", "BC");
keyGenerator.getProvider();
keyGenerator.init(168);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
// 获取密钥
byte[] bytesKey = secretKey.getEncoded();
// KEY转换
DESedeKeySpec desKeySpec = new DESedeKeySpec(bytesKey);
SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
Key convertSecretKey = factory.generateSecret(desKeySpec);
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, convertSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(src.
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