手敲代码实现对称加密

2023-08-21 14:10:44 浏览数 (2)

手敲代码实现对称加密

对称加密算法是最常见的加密技术

使用相同的密钥进行加密和解密

效率很高

常见的对称加密算法

DES 是一种早期的对称加密算法

DES使用56位密钥对数据进行加密和解密

安全性相对较低

因为已经存在了破解DES的方法

3DES 对DES进行了改进

使用了三个56位的密钥对数据进行加密和解密

虽然3DES比DES更安全

但仍然存在被破解的风险

AES 是目前最常用的对称加密算法之一

使用128位、192位或256位密钥对

它的安全性非常高

目前还没有被成功破解

AES的方式

包括ECB模式、CBC模式、CFB模式

复杂程度依次递增

相对而言ECB安全程度较低

只适合于短数据的加密

而CBC和CFB更加安全

但是ECB的有点是速度最快

手写AES加密算法

代码语言:javascript复制
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
import java.util.Random;

public class AESExample {

    /** 加密模式之 ECB,算法/模式/补码方式 */
    private static final String AES_ECB = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    /** 加密模式之 CBC,算法/模式/补码方式 */
    private static final String AES_CBC = "AES/CBC/PKCS5Padding";

    /** 加密模式之 CFB,算法/模式/补码方式 */
    private static final String AES_CFB = "AES/CFB/PKCS5Padding";

    /** AES 中的 IV 必须是 16 字节(128位)长 */
    private static final Integer IV_LENGTH = 16;

    /***
     * <h2>空校验</h2>
     * @param str 需要判断的值
     */
    public static boolean isEmpty(Object str) {
        return null == str || "".equals(str);
    }

    /***
     * <h2>String 转 byte</h2>
     * @param str 需要转换的字符串
     */
    public static byte[] getBytes(String str){
        if (isEmpty(str)) {
            return null;
        }

        try {
            return str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /***
     * <h2>初始化向量(IV),它是一个随机生成的字节数组,用于增加加密和解密的安全性</h2>
     */
    public static String getIV(){
        String str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
        Random random = new Random();
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        for(int i = 0 ; i < IV_LENGTH ; i  ){
            int number = random.nextInt(str.length());
            sb.append(str.charAt(number));
        }
        return sb.toString();
    }

    /***
     * <h2>获取一个 AES 密钥规范</h2>
     */
    public static SecretKeySpec getSecretKeySpec(String key){
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(getBytes(key), "AES");
        return secretKeySpec;
    }

    /**
     * <h2>加密 - 模式 ECB</h2>
     * @param text 需要加密的文本内容
     * @param key 加密的密钥 key
     * */
    public static String encrypt(String text, String key){
        if (isEmpty(text) || isEmpty(key)) {
            return null;
        }

        try {
            // 创建AES加密器
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ECB);

            SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key);

            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);

            // 加密字节数组
            byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(getBytes(text));

            // 将密文转换为 Base64 编码字符串
            return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /**
     * <h2>解密 - 模式 ECB</h2>
     * @param text 需要解密的文本内容
     * @param key 解密的密钥 key
     * */
    public static String decrypt(String text, String key){
        if (isEmpty(text) || isEmpty(key)) {
            return null;
        }

        // 将密文转换为16字节的字节数组
        byte[] textBytes = Base64.getDecoder().decode(text);

        try {
            // 创建AES加密器
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ECB);

            SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key);

            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);

            // 解密字节数组
            byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(textBytes);

            // 将明文转换为字符串
            return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /**
     * <h2>加密 - 自定义加密模式</h2>
     * @param text 需要加密的文本内容
     * @param key 加密的密钥 key
     * @param iv 初始化向量
     * @param mode 加密模式
     * */
    public static String encrypt(String text, String key, String iv, String mode){
        if (isEmpty(text) || isEmpty(key) || isEmpty(iv)) {
            return null;
        }

        try {
            // 创建AES加密器
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(mode);

            SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key);

            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, new IvParameterSpec(getBytes(iv)));

            // 加密字节数组
            byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(getBytes(text));

            // 将密文转换为 Base64 编码字符串
            return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    /**
     * <h2>解密 - 自定义加密模式</h2>
     * @param text 需要解密的文本内容
     * @param key 解密的密钥 key
     * @param iv 初始化向量
     * @param mode 加密模式
     * */
    public static String decrypt(String text, String key, String iv, String mode){
        if (isEmpty(text) || isEmpty(key) || isEmpty(iv)) {
            return null;
        }

        // 将密文转换为16字节的字节数组
        byte[] textBytes = Base64.getDecoder().decode(text);

        try {
            // 创建AES加密器
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(mode);

            SecretKeySpec secretKeySpec = getSecretKeySpec(key);

            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, new IvParameterSpec(getBytes(iv)));

            // 解密字节数组
            byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(textBytes);

            // 将明文转换为字符串
            return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

这样就实现了一个AES的加密类

可以调用encrypt加密

以及使用decrypt解密

觉得有用可以常来看看我的文章

让大家共同进步

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