Java中的加密与解密

小咪咪 2022-08-07 12:55 140阅读 0赞

Java中的加密与解密主要对数据的安全性提供保障，分为对称和非对称的，对称表示加密密钥和解密密钥是同一个密钥，因此也常常称作私密密钥或秘密密钥，非对称密钥表示加密密钥和解密为两个不同的密钥，一个为公共密钥，另一个则为私密密钥。对称加密解密算法有DES、AES等，非对称加密解密算法有RSA、DH等。对于数据的加密与解密我们通常通过生成密钥，然后通过加密与解密操作类利用密钥对数据进行加密与解密，接下来我们看看Java中如何实现对称、非对称加密与解密。

对称加密与解密：通过KeyGenerator（密钥生成器）生成Key（密钥），然后通过Cipher(加密解密操作类)进行对数据的加密与解密。

例子：

KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DES");//获得指定算法的密钥生成器  
    kg.init(56);//密钥生成器初始化，指定生成密钥的长度  
   Key key=kg.generateKey();//获得密钥  
  
   Cipher cp=Cipher.getInstance("DES");//获得指定算法的加密解密操作类  
   cp.init(Cipher.ENCRYPT\_MODE, key);//通过密钥对其进行初始化，初始化为加密操作类  
   byte\[\] b=cp.doFinal("hello".getBytes());//对数据进行加密  
   System.out.println(new String(b));  
     
   cp.init(Cipher.DECRYPT\_MODE, key);//通过密钥对其进行初始化，初始化为解密操作类  
   System.out.println(new String(cp.doFinal(b)));//对数据进行解密

非对称加密与解密：通过KeyPairGenerator（密钥生成器）生成KeyPair（密钥），然后通过KeyPair得到公共密钥和私密密钥，最后通过Cipher(加密解密操作类)利用公共密钥和私密密钥对数据的加密与解密。

KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");  
    kpg.initialize(512);  
        KeyPair kp=kpg.generateKeyPair();  
          
        Cipher c=Cipher.getInstance("RSA");  
        c.init(Cipher.ENCRYPT\_MODE, kp.getPrivate());  
        byte\[\] b=c.doFinal("zhangsan".getBytes());  
          
        System.out.println(new String(b));  
          
        c.init(Cipher.DECRYPT\_MODE, kp.getPublic());  
        System.out.println(new String(c.doFinal(b)));

数据安全性得到保障但是对于数据的完整性又是如何保障的呢？对于提供了消息摘要和数字签名两种方式来保障。消息摘要就是通过信息生成的散列值，例如A将数据发送给B,A会将信息和消息摘要一起发送过去，B接受到信息之后，利用信息生成消息摘要，然后与接受到的消息摘要相比是否一致。数字签名既保证了信息的完整性，也保证了数据的不可伪造性，同样是利用消息生成签名，与消息一起发送过去，收到消息与签名之后，利用消息来验证签名。

消息摘要：

MessageDigest md=MessageDigest.getInstance("MD5");  
     md.update("zhangsan".getBytes());  
    System.out.println(new String(md.digest()));//生成消息摘要  
   md.reset();//用于重置MessageDigest，其实当我们调用digest（）方法之后就重置了Messagedigest  
   System.out.println(new String(md.digest("zhangsan".getBytes())));

/\*\*  
\* MessageDigest用于产生消息摘要，也称为哈希值、散列值，用于产生该摘要的算法称为哈希函数、散列函数，主要用于保证  
\* 数据的完整性，在同一个哈希函数情况下，只有相同的消息才能产生相同的摘要，发送发将消息和摘要发送个接收方，接受者接受  
\* 到消息后使用发送发相同的哈希函数产生消息摘要，并且与接收到的消息摘要相比，对比是否相同。  
\*/

数字签名：与消息摘要不同，数字签名通过公共密钥生成和验证

byte\[\] message="hello".getBytes();  
KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("DSA");  
kpg.initialize(1024);  
KeyPair kp=kpg.generateKeyPair();  
Signature sign=Signature.getInstance(kpg.getAlgorithm());

//通过私密密钥生成签名  
sign.initSign(kp.getPrivate());  
sign.update(message);  
               byte\[\] s=sign.sign(); //生成签名

//通过公共密钥验证签名  
               sign.initVerify(kp.getPublic());  
               sign.update(message);  
               System.out.println(sign.verify(s));//验证签名

我们在使用的过程中可能还会接触到Provider（安全机制提供者），简单的来理解就是提供加密解密算法方，在生成私密密钥生成器和公共密钥生成器的时候可能会用到，Provider继承Properties，因此可以向Properties一样使用。Security（对提供者的操作类），用于对提供者进行管理（查找、删除、增加）。JDK内置很多提供者，通过以下的方法可以查找出来

Provider\[\] ps=Security.getProviders();  
System.out.println(ps.length);  
for(Provider p:ps)  
\{  
   Set<Entry<Object, Object>> entry=p.entrySet();  
   for(Entry<Object,Object> e:entry)  
   System.out.println(e.getKey()+"  "+e.getValue());  
\}