常见对称加密算法(3)



左侧下方显示的加密结果“61 f1 20 8b c7 d6 a6 4b”是返回的16进制结果。与我们打印出的十进制“97 -15 32 -117 -57 -42 -90 75”是相对应的。

需要注意的是这个网站采用的填充方式是NoPadding,如果我们程序中采用PKCS5Padding或PKCS7Padding填充方式,这些填充方式在不足位时会进行填充,所以会跟我们在该测试网站看到的后面部分不一致。

另外Java的byte的范围是-128-127,而不是0~255,因此超过十六进制7f(对应127)的数在Java中会转换为负数。

【说明】DESUtil类中引入的org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider类在commons-codec-1.6.jar包中。

3、3DES 3.1 概述

3DES(或称为Triple DES)是三重数据加密算法(TDEA,Triple Data Encryption Algorithm)块密码的通称。它相当于是对每个数据块应用三次DES加密算法。由于计算机运算能力的增强,原版DES密码的密钥长度变得容易被暴力破解;3DES即是设计用来提供一种相对简单的方法,即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击,而不是设计一种全新的块密码算法。

3.2 算法原理

使用3条56位的密钥对 数据进行三次加密。3DES(即Triple DES)是DES向AES过渡的加密算法(1999年,NIST将3-DES指定为过渡的加密标准)。

其具体实现如下:设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程,K代表DES算法使用的密钥,P代表明文,C代表密文,这样:

3DES加密过程为:C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))

3DES解密过程为:P=Dk1(EK2(Dk3(C)))

3.3 Java中的3DES实现

3DES的在Java的实现与DES类似,如下代码为3DES加密算法、CBC模式、NoPadding填充方式的加密解密结果,参考代码如下所示:

package amigo.endecrypt; import java.security.InvalidKeyException; import java.security.Key; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.Security; import java.security.spec.InvalidKeySpecException; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.SecretKeyFactory; import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec; import javax.crypto.spec.IvParameterSpec; import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider; public class ThreeDESUtil { // 算法名称 public static final String KEY_ALGORITHM = "desede"; // 算法名称/加密模式/填充方式 public static final String CIPHER_ALGORITHM = "desede/CBC/NoPadding"; /** * CBC加密 * @param key 密钥 * @param keyiv IV * @param data 明文 * @return Base64编码的密文 * @throws Exception */ public static byte[] des3EncodeCBC(byte[] key, byte[] keyiv, byte[] data) throws Exception { Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); Key deskey = keyGenerator(new String(key)); Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(keyiv); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey, ips); byte[] bOut = cipher.doFinal(data); for (int k = 0; k < bOut.length; k++) { System.out.print(bOut[k] + " "); } System.out.println(""); return bOut; } /** * * 生成密钥key对象 * @param KeyStr 密钥字符串 * @return 密钥对象 * @throws InvalidKeyException * @throws NoSuchAlgorithmException * @throws InvalidKeySpecException * @throws Exception */ private static Key keyGenerator(String keyStr) throws Exception { byte input[] = HexString2Bytes(keyStr); DESedeKeySpec KeySpec = new DESedeKeySpec(input); SecretKeyFactory KeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); return ((Key) (KeyFactory.generateSecret(((java.security.spec.KeySpec) (KeySpec))))); } private static int parse(char c) { if (c >= 'a') return (c - 'a' + 10) & 0x0f; if (c >= 'A') return (c - 'A' + 10) & 0x0f; return (c - '0') & 0x0f; } // 从十六进制字符串到字节数组转换 public static byte[] HexString2Bytes(String hexstr) { byte[] b = new byte[hexstr.length() / 2]; int j = 0; for (int i = 0; i < b.length; i++) { char c0 = hexstr.charAt(j++); char c1 = hexstr.charAt(j++); b[i] = (byte) ((parse(c0) << 4) | parse(c1)); } return b; } /** * CBC解密 * @param key 密钥 * @param keyiv IV * @param data Base64编码的密文 * @return 明文 * @throws Exception */ public static byte[] des3DecodeCBC(byte[] key, byte[] keyiv, byte[] data) throws Exception { Key deskey = keyGenerator(new String(key)); Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(keyiv); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey, ips); byte[] bOut = cipher.doFinal(data); return bOut; } public static void main(String[] args) throws Exception { byte[] key = "6C4E60E55552386C759569836DC0F83869836DC0F838C0F7".getBytes(); byte[] keyiv = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 }; byte[] data = "amigoxie".getBytes("UTF-8"); System.out.println("data.length=" + data.length); System.out.println("CBC加密解密"); byte[] str5 = des3EncodeCBC(key, keyiv, data); System.out.println(new sun.misc.BASE64Encoder().encode(str5)); byte[] str6 = des3DecodeCBC(key, keyiv, str5); System.out.println(new String(str6, "UTF-8")); } }

测试结果如下所示: data.length=8 CBC加密解密 -32 6 108 42 24 -112 -66 -34 4AZsKhiQvt4= amigoxie

  

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