java加密與解密的藝術2
㈠ java鍔犲瘑涓庤В瀵嗙殑鑹烘湳鐨勪粙緇
銆奐ava鍔犲瘑涓庤В瀵嗙殑鑹烘湳銆嬶紝瀹冪殑搴旂敤閬嶅強浼佷笟綰у簲鐢ㄧ殑鍚勪釜棰嗗煙錛屽畨鍏ㄦ槸鎵鏈変紒涓氱駭搴旂敤涓鏈紿佸嚭銆佹渶閲嶈佺殑闂棰樸傜劧鑰岃繖浜涢棶棰樹粠鏉ラ兘涓嶆槸涓縐嶆﹀櫒灝辮兘瑙ｅ喅鐨勩傛秷鎮鎽樿佺畻娉曠敤浜庢暟鎹鏍￠獙銆佸圭О鍔犲瘑綆楁硶鐢ㄤ簬鏁版嵁鍔犲瘑銆侀潪瀵圭О鍔犲瘑綆楁硶鐢ㄤ簬瀵嗛掗浜ゆ崲銆佹暟瀛楃懼悕綆楁硶鐢ㄤ簬韜浠介獙璇侊紝絳
基於Java的IDEA加密演算法探討
隨著Internet的迅速發展,電子商務的浪潮勢不可擋，日常工作和數據傳輸都放在Internet網上進行傳輸,大大提高了效率,降低了成本,創造了良好的效益。但是,由於 Internet網路協議本身存在著重要的安全問題(IP包本身並不繼承任何安全特性,很容易偽造出IP包的地址、修改其內容、重播以前的包以及在傳輸途中攔截並查看包的內容),使網上的信息傳輸存在巨大的安全風險電子商務的安全問題也越來越突出。加密是電子商務中最主要的安全技術,加密方法的選取直接影響電子商務活動中信息的安全程度，在電子商務系統中,主要的安全問題都可以通過加密來解決。數據的保密性可通過不同的加密演算法對數據加密來實現。
對我國來講，雖然可以引進很多的外國設備，但加密設備不能依靠引進，因為它涉及到網路安全、國家機密信息的安全，所以必須自己研製。當前國際上有許多加密演算法，其中DES（Data Encryption Standard）是發明最早的用得最廣泛的分組對稱加密演算法，DES用56位蜜鑰加密64位明文，輸出64位密文，DES的56位密鑰共有256 種可能的密鑰，但歷史上曾利用窮舉攻擊破解過DES密鑰，1998年電子邊境基金會（EFF）用25萬美元製造的專用計算機，用56小時破解了DES的密鑰，1999年，EFF用22小時完成了破解工作，使DES演算法受到了嚴重打擊，使它的安全性受到嚴重威脅。因為JAVA語言的安全性和網路處理能力較強，本文主要介紹使用IDEA（Internation Data Encryption Algorithm ）數據加密演算法在Java環境下實現數據的安全傳輸。
一、IDEA數據加密演算法
IDEA數據加密演算法是由中國學者來學嘉博士和著名的密碼專家 James L. Massey 於1990年聯合提出的。它的明文和密文都是64比特，但密鑰長為128比特。IDEA 是作為迭代的分組密碼實現的，使用 128 位的密鑰和 8 個循環。這比 DES 提供了更多的 安全性，但是在選擇用於 IDEA 的密鑰時，應該排除那些稱為「弱密鑰」的密鑰。DES 只有四個弱密鑰和 12 個次弱密鑰，而 IDEA 中的弱密鑰數相當可觀，有 2 的 51 次方個。但是，如果密鑰的總數非常大，達到 2 的 128 次方個，那麼仍有 2 的 77 次方個密鑰可供選擇。IDEA 被認為是極為安全的。使用 128 位的密鑰，蠻力攻擊中需要進行的測試次數與 DES 相比會明顯增大，甚至允許對弱密鑰測試。而且，它本身也顯示了它尤其能抵抗專業形式的分析性攻擊。
二、Java密碼體系和Java密碼擴展
Java是Sun公司開發的一種面向對象的編程語言,並且由於它的平台無關性被大量應用於Internet的開發。Java密碼體系(JCA)和Java密碼擴展(JCE)的設計目的是為Java提供與實現無關的加密函數API。它們都用factory方法來創建類的常式,然後把實際的加密函數委託給提供者指定的底層引擎,引擎中為類提供了服務提供者介面在Java中實現數據的加密/解密,是使用其內置的JCE(Java加密擴展)來實現的。Java開發工具集1.1為實現包括數字簽名和信息摘要在內的加密功能,推出了一種基於供應商的新型靈活應用編程介面。Java密碼體系結構支持供應商的互操作,同時支持硬體和軟體實現。Java密碼學結構設計遵循兩個原則:(1)演算法的獨立性和可靠性。(2)實現的獨立性和相互作用性。演算法的獨立性是通過定義密碼服務類來獲得。用戶只需了解密碼演算法的概念,而不用去關心如何實現這些概念。實現的獨立性和相互作用性通過密碼服務提供器來實現。密碼服務提供器是實現一個或多個密碼服務的一個或多個程序包。軟體開發商根據一定介面,將各種演算法實現後,打包成一個提供器,用戶可以安裝不同的提供器。安裝和配置提供器,可將包含提供器的ZIP和JAR文件放在CLASSPATH下,再編輯Java安全屬性文件來設置定義一個提供器。Java運行環境Sun版本時,提供一個預設的提供器Sun。
三、Java環境下的實現
1．加密過程的實現
void idea_enc( int data11[], /*待加密的64位數據首地址*/ int key1[]){
int i ;
int tmp,x;
int zz[]=new int[6];
for ( i = 0 ; i < 48 ; i += 6) { /*進行8輪循環*/
for(int j=0,box=i; j<6; j++,box++){
zz[j]=key1[box];
}
x = handle_data(data11,zz);
tmp = data11[1]; /*交換中間兩個*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
}
tmp = data11[1]; /*最後一輪不交換*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
data11[0] = MUL(data11[0],key1[48]);
data11[1] =(char)((data11[1] + key1[49])%0x10000);
data11[2] =(char)((data11[2] + key1[50])%0x10000);
data11[3] = MUL(data11[3],key1[51]);
}
2．解密過程的實現
void key_decryExp(int outkey[])/*解密密鑰的變逆處理*/
{ int tmpkey[] = new int[52] ;
int i;
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
tmpkey[i] = outkey[ wz_spkey[i] ] ; /*換位*/
}
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
outkey[i] = tmpkey[i];
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++) {
outkey[wz_spaddrever[i]] = (char)(65536-outkey[wz_spaddrever[i]]) ; /*替換成加法逆*/
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++){
outkey[wz_spmulrevr[i]] =(char)(mulInv(outkey[wz_spmulrevr[i]] )); /*替換成乘法逆*/
}
}
四、總結
在實際應用中,我們可以使用Java開發工具包(JDK)中內置的對Socket通信的支持,通過JCE中的Java流和鏈表,加密基於Socket的網路通信.我們知道,加密/解密是數據傳輸中保證數據完整性的常用方法,Java語言因其平台無關性,在Internet上的應用非常之廣泛.使用Java實現基於IDEA的數據加密傳輸可以在不同的平台上實現並具有實現簡潔、安全性強等優點。
㈢ java 加密與解密的藝術怎麼樣
JCA 是提供基礎的加密框架，類似於一個工廠，生產密鑰產生器，數字證書，簽名等基礎設施。JCE 是JCA的擴展，也就是加工廠，拿到JCA的基礎設施後，放入一些亂七八糟的演算法，讓產出的產品具有保密性。JSSE 是負責在網路傳輸中加密的，是基於SSL的。
㈣ java密碼加密與解密
以下兩個類可以很方便的完成字元串的加密和解密
加密 CryptHelper encrypt（password）
解密 CrypHelper decrypt（password）
代碼如下
CryptUtils java
[java]
package gdie lab crypt;
import java io IOException;
import javax crypto Cipher;
import javax crypto KeyGenerator;
import javax crypto SecretKey;
import apache xerces internal impl dv util Base ;
public class CryptUtils {
private static String Algorithm = DES ;
private static byte[] DEFAULT_KEY=new byte[] { };
private static String VALUE_ENCODING= UTF ;
/**
* 生成密鑰
*
* @return byte[] 返回生成的密鑰
* @throws exception
* 扔出異常
*/
public static byte[] getSecretKey（） throws Exception {
KeyGenerator keygen = KeyGenerator getInstance（Algorithm）
SecretKey deskey = keygen generateKey（）
// if （debug ） System out println （ 生成密鑰 +byte hex （deskey getEncoded
// （）））
return deskey getEncoded（）
}
/**
* 將指定的數據根據提供的密鑰進行加密
*
* @param input
* 需要加密的數據
* @param key
* 密鑰
* @return byte[] 加密後的數據
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptData（byte[] input byte[] key） throws Exception {
SecretKey deskey = new javax crypto spec SecretKeySpec（key Algorithm）
// if （debug ）
// {
// System out println （ 加密前的二進串 +byte hex （input ））
// System out println （ 加密前的字元串 +new String （input ））
//
// }
Cipher c = Cipher getInstance（Algorithm）
c init（Cipher ENCRYPT_MODE deskey）
byte[] cipherByte = c doFinal（input）
// if （debug ） System out println （ 加密後的二進串 +byte hex （cipherByte ））
return cipherByte;
}
public static byte[] encryptData（byte[] input） throws Exception {
return encryptData（input DEFAULT_KEY）
}
/**
* 將給定的已加密的數據通過指定的密鑰進行解密
*
* @param input
* 待解密的數據
* @param key
* 密鑰
* @return byte[] 解密後的數據
* @throws Exception
*/
public static byte[] decryptData（byte[] input byte[] key） throws Exception {
SecretKey deskey = new javax crypto spec SecretKeySpec（key Algorithm）
// if （debug ） System out println （ 解密前的信息 +byte hex （input ））
Cipher c = Cipher getInstance（Algorithm）
c init（Cipher DECRYPT_MODE deskey）
byte[] clearByte = c doFinal（input）
// if （debug ）
// {
// System out println （ 解密後的二進串 +byte hex （clearByte ））
// System out println （ 解密後的字元串 +（new String （clearByte ）））
//
// }
return clearByte;
}
public static byte[] decryptData（byte[] input） throws Exception {
return decryptData（input DEFAULT_KEY）
}
/**
* 位元組碼轉換成 進制字元串
*
* @param byte[] b 輸入要轉換的位元組碼
* @return String 返回轉換後的 進制字元串
*/
public static String byte hex（byte[] bytes） {
StringBuilder hs = new StringBuilder（）
for（byte b : bytes）
hs append（String format（ % $ X b））
return hs toString（）
}
public static byte[] hex byte（String content） {
int l=content length（）》 ;
byte[] result=new byte[l];
for（int i= ;i<l;i++） {
int j=i《 ;
String s=content substring（j j+ ）
result[i]=Integer valueOf（s ） byteValue（）
}
return result;
}
/**
* 將位元組數組轉換為base 編碼字元串
* @param buffer
* @return
*/
public static String bytesToBase （byte[] buffer） {
//BASE Encoder en=new BASE Encoder（）
return Base encode（buffer）
// return encoder encode（buffer）
}
/**
* 將base 編碼的字元串解碼為位元組數組
* @param value
* @return
* @throws IOException
*/
public static byte[] base ToBytes（String value） throws IOException {
//return Base decodeToByteArray（value）
// System out println（decoder decodeBuffer（value））
// return decoder decodeBuffer（value）
return Base decode（value）
}
/**
* 加密給定的字元串
* @param value
* @return 加密後的base 字元串
*/
public static String encryptString（String value） {
return encryptString（value DEFAULT_KEY）
}
/**
* 根據給定的密鑰加密字元串
* @param value 待加密的字元串
* @param key 以BASE 形式存在的密鑰
* @return 加密後的base 字元串
* @throws IOException
*/
public static String encryptString（String value String key） throws IOException {
return encryptString（value base ToBytes（key））
}
/**
* 根據給定的密鑰加密字元串
* @param value 待加密的字元串
* @param key 位元組數組形式的密鑰
* @return 加密後的base 字元串
*/
public static String encryptString（String value byte[] key） {
try {
byte[] data=value getBytes（VALUE_ENCODING）
data=CryptUtils encryptData（data key）
return bytesToBase （data）
} catch （Exception e） {
// TODO Auto generated catch block
e printStackTrace（）
return null;
}
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @return 明文
*/
public static String decryptString（String value） {
return decryptString（value DEFAULT_KEY）
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @param key base 形式存在的密鑰
* @return 明文
* @throws IOException
*/
public static String decryptString（String value String key） throws IOException {
String s=decryptString（value base ToBytes（key））
return s;
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @param key 位元組數據形式存在的密鑰
* @return 明文
*/
public static String decryptString（String value byte[] key） {
try {
byte[] data=base ToBytes（value）
data=CryptUtils decryptData（data key）
return new String（data VALUE_ENCODING）
}catch（Exception e） {
e printStackTrace（）
return null;
}
}
}
package gdie lab crypt;
import java io IOException;
import javax crypto Cipher;
import javax crypto KeyGenerator;
import javax crypto SecretKey;
import apache xerces internal impl dv util Base ;
public class CryptUtils {
private static String Algorithm = DES ;
private static byte[] DEFAULT_KEY=new byte[] { };
private static String VALUE_ENCODING= UTF ;
/**
* 生成密鑰
*
* @return byte[] 返回生成的密鑰
* @throws exception
* 扔出異常
*/
public static byte[] getSecretKey（） throws Exception {
KeyGenerator keygen = KeyGenerator getInstance（Algorithm）
SecretKey deskey = keygen generateKey（）
// if （debug ） System out println （ 生成密鑰 +byte hex （deskey getEncoded
// （）））
return deskey getEncoded（）
}
/**
* 將指定的數據根據提供的密鑰進行加密
*
* @param input
* 需要加密的數據
* @param key
* 密鑰
* @return byte[] 加密後的數據
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptData（byte[] input byte[] key） throws Exception {
SecretKey deskey = new javax crypto spec SecretKeySpec（key Algorithm）
// if （debug ）
// {
// System out println （ 加密前的二進串 +byte hex （input ））
// System out println （ 加密前的字元串 +new String （input ））
//
// }
Cipher c = Cipher getInstance（Algorithm）
c init（Cipher ENCRYPT_MODE deskey）
byte[] cipherByte = c doFinal（input）
// if （debug ） System out println （ 加密後的二進串 +byte hex （cipherByte ））
return cipherByte;
}
public static byte[] encryptData（byte[] input） throws Exception {
return encryptData（input DEFAULT_KEY）
}
/**
* 將給定的已加密的數據通過指定的密鑰進行解密
*
* @param input
* 待解密的數據
* @param key
* 密鑰
* @return byte[] 解密後的數據
* @throws Exception
*/
public static byte[] decryptData（byte[] input byte[] key） throws Exception {
SecretKey deskey = new javax crypto spec SecretKeySpec（key Algorithm）
// if （debug ） System out println （ 解密前的信息 +byte hex （input ））
Cipher c = Cipher getInstance（Algorithm）
c init（Cipher DECRYPT_MODE deskey）
byte[] clearByte = c doFinal（input）
// if （debug ）
// {
// System out println （ 解密後的二進串 +byte hex （clearByte ））
// System out println （ 解密後的字元串 +（new String （clearByte ）））
//
// }
return clearByte;
}
public static byte[] decryptData（byte[] input） throws Exception {
return decryptData（input DEFAULT_KEY）
}
/**
* 位元組碼轉換成 進制字元串
*
* @param byte[] b 輸入要轉換的位元組碼
* @return String 返回轉換後的 進制字元串
*/
public static String byte hex（byte[] bytes） {
StringBuilder hs = new StringBuilder（）
for（byte b : bytes）
hs append（String format（ % $ X b））
return hs toString（）
}
public static byte[] hex byte（String content） {
int l=content length（）》 ;
byte[] result=new byte[l];
for（int i= ;i<l;i++） {
int j=i《 ;
String s=content substring（j j+ ）
result[i]=Integer valueOf（s ） byteValue（）
}
return result;
}
/**
* 將位元組數組轉換為base 編碼字元串
* @param buffer
* @return
*/
public static String bytesToBase （byte[] buffer） {
//BASE Encoder en=new BASE Encoder（）
return Base encode（buffer）
// return encoder encode（buffer）
}
/**
* 將base 編碼的字元串解碼為位元組數組
* @param value
* @return
* @throws IOException
*/
public static byte[] base ToBytes（String value） throws IOException {
//return Base decodeToByteArray（value）
// System out println（decoder decodeBuffer（value））
// return decoder decodeBuffer（value）
return Base decode（value）
}
/**
* 加密給定的字元串
* @param value
* @return 加密後的base 字元串
*/
public static String encryptString（String value） {
return encryptString（value DEFAULT_KEY）
}
/**
* 根據給定的密鑰加密字元串
* @param value 待加密的字元串
* @param key 以BASE 形式存在的密鑰
* @return 加密後的base 字元串
* @throws IOException
*/
public static String encryptString（String value String key） throws IOException {
return encryptString（value base ToBytes（key））
}
/**
* 根據給定的密鑰加密字元串
* @param value 待加密的字元串
* @param key 位元組數組形式的密鑰
* @return 加密後的base 字元串
*/
public static String encryptString（String value byte[] key） {
try {
byte[] data=value getBytes（VALUE_ENCODING）
data=CryptUtils encryptData（data key）
return bytesToBase （data）
} catch （Exception e） {
// TODO Auto generated catch block
e printStackTrace（）
return null;
}
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @return 明文
*/
public static String decryptString（String value） {
return decryptString（value DEFAULT_KEY）
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @param key base 形式存在的密鑰
* @return 明文
* @throws IOException
*/
public static String decryptString（String value String key） throws IOException {
String s=decryptString（value base ToBytes（key））
return s;
}
/**
* 解密字元串
* @param value base 形式存在的密文
* @param key 位元組數據形式存在的密鑰
* @return 明文
*/
public static String decryptString（String value byte[] key） {
try {
byte[] data=base ToBytes（value）
data=CryptUtils decryptData（data key）
return new String（data VALUE_ENCODING）
}catch（Exception e） {
e printStackTrace（）
return null;
}
}
}
CryptHelper java
[java]
package gdie lab crypt;
import javax crypto Cipher;
import javax crypto SecretKey;
import javax crypto SecretKeyFactory;
import javax crypto spec DESKeySpec;
import javax crypto spec IvParameterSpec;
import springframework util DigestUtils;
public class CryptHelper{
private static String CRYPT_KEY = zhongqian ;
//加密
private static Cipher ecip;
//解密
private static Cipher dcip;
static {
try {
String KEY = DigestUtils md DigestAsHex（CRYPT_KEY getBytes（）） toUpperCase（）
KEY = KEY substring（ ）
byte[] bytes = KEY getBytes（）
DESKeySpec ks = new DESKeySpec（bytes）
SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory getInstance（ DES ）
SecretKey sk = skf generateSecret（ks）
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec（bytes）
ecip = Cipher getInstance（ DES/CBC/PKCS Padding ）
ecip init（Cipher ENCRYPT_MODE sk iv ）
dcip = Cipher getInstance（ DES/CBC/PKCS Padding ）
dcip init（Cipher DECRYPT_MODE sk iv ）
}catch（Exception ex） {
ex printStackTrace（）
}
}
public static String encrypt（String content） throws Exception {
byte[] bytes = ecip doFinal（content getBytes（ ascii ））
return CryptUtils byte hex（bytes）
}
public static String decrypt（String content） throws Exception {
byte[] bytes = CryptUtils hex byte（content）
bytes = dcip doFinal（bytes）
return new String（bytes ascii ）
}
//test
public static void main（String[] args） throws Exception {
String password = gly ;
String en = encrypt（password）
System out println（en）
System out println（decrypt（en））
}
}
package gdie lab crypt;
import javax crypto Cipher;
import javax crypto SecretKey;
import javax crypto SecretKeyFactory;
import javax crypto spec DESKeySpec;
import javax crypto spec IvParameterSpec;
import springframework util DigestUtils;
public class CryptHelper{
private static String CRYPT_KEY = zhongqian ;
//加密
private static Cipher ecip;
//解密
private static Cipher dcip;
static {
try {
String KEY = DigestUtils md DigestAsHex（CRYPT_KEY getBytes（）） toUpperCase（）
KEY = KEY substring（ ）
byte[] bytes = KEY getBytes（）
DESKeySpec ks = new DESKeySpec（bytes）
SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory getInstance（ DES ）
SecretKey sk = skf generateSecret（ks）
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec（bytes）
ecip = Cipher getInstance（ DES/CBC/PKCS Padding ）
ecip init（Cipher ENCRYPT_MODE sk iv ）
dcip = Cipher getInstance（ DES/CBC/PKCS Padding ）
dcip init（Cipher DECRYPT_MODE sk iv ）
}catch（Exception ex） {
ex printStackTrace（）
}
}
public static String encrypt（String content） throws Exception {
byte[] bytes = ecip doFinal（content getBytes（ ascii ））
return CryptUtils byte hex（bytes）
}
public static String decrypt（String content） throws Exception {
byte[] bytes = CryptUtils hex byte（content）
bytes = dcip doFinal（bytes）
return new String（bytes ascii ）
}
//test
public static void main（String[] args） throws Exception {
String password = gly ;
String en = encrypt（password）
System out println（en）
System out println（decrypt（en））
}
lishixin/Article/program/Java/hx/201311/26449
㈤ 如何使用java對密碼加密 加密方式aes
Java有相關的實現類：具體原理如下
對於任意長度的明文，AES首先對其進行分組，每組的長度為128位。分組之後將分別對每個128位的明文分組進行加密。
對於每個128位長度的明文分組的加密過程如下：
（1）將128位AES明文分組放入狀態矩陣中。
（2）AddRoundKey變換：對狀態矩陣進行AddRoundKey變換，與膨脹後的密鑰進行異或操作（密鑰膨脹將在實驗原理七中詳細討論）。
（3）10輪循環：AES對狀態矩陣進行了10輪類似的子加密過程。前9輪子加密過程中，每一輪子加密過程包括4種不同的變換，而最後一輪只有3種變換，前9輪的子加密步驟如下：
● SubBytes變換：SubBytes變換是一個對狀態矩陣非線性的變換；
● ShiftRows變換：ShiftRows變換對狀態矩陣的行進行循環移位；
● MixColumns變換：MixColumns變換對狀態矩陣的列進行變換；
● AddRoundKey變換：AddRoundKey變換對狀態矩陣和膨脹後的密鑰進行異或操作。
最後一輪的子加密步驟如下：
● SubBytes變換：SubBytes變換是一個對狀態矩陣非線性的變換；
● ShiftRows變換：ShiftRows變換對狀態矩陣的行進行循環移位；
● AddRoundKey變換：AddRoundKey變換對狀態矩陣和膨脹後的密鑰進行異或操作；
（4）經過10輪循環的狀態矩陣中的內容就是加密後的密文。
AES的加密演算法的偽代碼如下。
在AES演算法中，AddRoundKey變換需要使用膨脹後的密鑰，原始的128位密鑰經過膨脹會產生44個字（每個字為32位）的膨脹後的密鑰，這44個字的膨脹後的密鑰供11次AddRoundKey變換使用，一次AddRoundKey使用4個字（128位）的膨脹後的密鑰。
三．AES的分組過程
對於任意長度的明文，AES首先對其進行分組，分組的方法與DES相同，即對長度不足的明文分組後面補充0即可，只是每一組的長度為128位。
AES的密鑰長度有128比特，192比特和256比特三種標准，其他長度的密鑰並沒有列入到AES聯邦標准中，在下面的介紹中，我們將以128位密鑰為例。
四．狀態矩陣
狀態矩陣是一個4行、4列的位元組矩陣，所謂位元組矩陣就是指矩陣中的每個元素都是一個1位元組長度的數據。我們將狀態矩陣記為State，State中的元素記為Sij，表示狀態矩陣中第i行第j列的元素。128比特的明文分組按位元組分成16塊，第一塊記為「塊0」，第二塊記為「塊1」，依此類推，最後一塊記為「塊15」，然後將這16塊明文數據放入到狀態矩陣中，將這16塊明文數據放入到狀態矩陣中的方法如圖2-2-1所示。
塊0
塊4
塊8
塊12
塊1
塊5
塊9
塊13
塊2
塊6
塊10
塊14
塊3
塊7
塊11
塊15
圖2-2-1 將明文塊放入狀態矩陣中
五．AddRoundKey變換
狀態矩陣生成以後，首先要進行AddRoundKey變換，AddRoundKey變換將狀態矩陣與膨脹後的密鑰進行按位異或運算，如下所示。
其中，c表示列數，數組W為膨脹後的密鑰，round為加密輪數，Nb為狀態矩陣的列數。
它的過程如圖2-2-2所示。
圖2-2-2 AES演算法AddRoundKey變換
六．10輪循環
經過AddRoundKey的狀態矩陣要繼續進行10輪類似的子加密過程。前9輪子加密過程中，每一輪要經過4種不同的變換，即SubBytes變換、ShiftRows變換、MixColumns變換和AddRoundKey變換，而最後一輪只有3種變換，即SubBytes變換、ShiftRows變換和AddRoundKey變換。AddRoundKey變換已經討論過，下面分別討論餘下的三種變換。
1．SubBytes變換
SubBytes是一個獨立作用於狀態位元組的非線性變換，它由以下兩個步驟組成：
（1）在GF（28）域，求乘法的逆運算，即對於α∈GF（28）求β∈GF（28），使αβ =βα = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）。
（2）在GF（28）域做變換，變換使用矩陣乘法，如下所示：
由於所有的運算都在GF（28）域上進行，所以最後的結果都在GF（28）上。若g∈GF（28）是GF（28）的本原元素，則對於α∈GF（28），α≠0，則存在
β ∈ GF（28），使得：
β = gαmod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
由於g255 = 1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
所以g255-α = β-1mod（x8 + x4 + x3 + x + 1）
根據SubBytes變換演算法，可以得出SubBytes的置換表，如表2-2-1所示，這個表也叫做AES的S盒。該表的使用方法如下：狀態矩陣中每個元素都要經過該表替換，每個元素為8比特，前4比特決定了行號，後4比特決定了列號，例如求SubBytes(0C)查表的0行C列得FE。
表2-2-1 AES的SubBytes置換表
它的變換過程如圖2-2-3所示。
圖2-2-3 SubBytes變換
AES加密過程需要用到一些數學基礎，其中包括GF(2)域上的多項式、GF（28）域上的多項式的計算和矩陣乘法運算等，有興趣的同學請參考相關的數學書籍。
2．ShiftRows變換
ShiftRows變換比較簡單，狀態矩陣的第1行不發生改變，第2行循環左移1位元組，第3行循環左移2位元組，第4行循環左移3位元組。ShiftRows變換的過程如圖2-2-4所示。
圖2-2-4 AES的ShiftRows變換
3．MixColumns變換
在MixColumns變換中，狀態矩陣的列看作是域GF（28）的多項式，模(x4＋1)乘以c（x）的結果：
c(x)＝(03)x3＋(01)x2+(01)x+(02)
這里(03)為十六進製表示，依此類推。c(x)與x4＋1互質，故存在逆：
d(x)=(0B)x3＋(0D)x2＋(0G)x＋(0E)使c(x)•d(x) = (D1)mod(x4＋1)。
設有：
它的過程如圖2-2-5所示。
圖2-2-5 AES演算法MixColumns變換
七．密鑰膨脹
在AES演算法中，AddRoundKey變換需要使用膨脹後的密鑰，膨脹後的密鑰記為子密鑰，原始的128位密鑰經過膨脹會產生44個字（每個字為32位）的子密鑰，這44個字的子密鑰供11次AddRoundKey變換使用，一次AddRoundKey使用4個字（128位）的膨脹後的密鑰。
密鑰膨脹演算法是以字為基礎的（一個字由4個位元組組成，即32比特）。128比特的原始密鑰經過膨脹後將產生44個字的子密鑰，我們將這44個密鑰保存在一個字數組中，記為W[44]。128比特的原始密鑰分成16份，存放在一個位元組的數組：Key[0]，Key[1]……Key[15]中。
在密鑰膨脹演算法中，Rcon是一個10個字的數組，在數組中保存著演算法定義的常數，分別為：
Rcon[0] = 0x01000000
Rcon[1] = 0x02000000
Rcon[2] = 0x04000000
Rcon[3] = 0x08000000
Rcon[4] = 0x10000000
Rcon[5] = 0x20000000
Rcon[6] = 0x40000000
Rcon[7] = 0x80000000
Rcon[8] = 0x1b000000
Rcon[9] = 0x36000000
另外，在密鑰膨脹中包括其他兩個操作RotWord和SubWord，下面對這兩個操作做說明：
RotWord( B0,B1,B2,B3 )對4個位元組B0,B1,B2,B3進行循環移位，即
RotWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B1,B2,B3,B0 )
SubWord( B0,B1,B2,B3 )對4個位元組B0,B1,B2,B3使用AES的S盒，即
SubWord( B0,B1,B2,B3 ) = ( B』0,B』1,B』2,B』3 )
其中，B』i = SubBytes（Bi），i = 0,1,2,3。
密鑰膨脹的演算法如下：
八．解密過程
AES的加密和解密過程並不相同，首先密文按128位分組，分組方法和加密時的分組方法相同，然後進行輪變換。
AES的解密過程可以看成是加密過程的逆過程，它也由10輪循環組成，每一輪循環包括四個變換分別為InvShiftRows變換、InvSubBytes變換、InvMixColumns變換和AddRoundKey變換；
這個過程可以描述為如下代碼片段所示：
九．InvShiftRows變換
InvShiftRows變換是ShiftRows變換的逆過程，十分簡單，指定InvShiftRows的變換如下。
Sr,(c+shift(r,Nb))modNb= Sr,c for 0 < r< 4 and 0 ≤ c < Nb
圖2-2-6演示了這個過程。
圖2-2-6 AES演算法InvShiftRows變換
十．InvSubBytes變換
InvSubBytes變換是SubBytes變換的逆變換，利用AES的S盒的逆作位元組置換，表2-2-2為InvSubBytes變換的置換表。
表2-2-2 InvSubBytes置換表
十一．InvMixColumns變換
InvMixColumns變換與MixColumns變換類似，每列乘以d(x)
d(x) = (OB)x3 + (0D)x2 + (0G)x + (0E)
下列等式成立：
( (03)x3 + (01)x2 + (01)x + (02) )⊙d(x) = (01)
上面的內容可以描述為以下的矩陣乘法：
十二．AddRoundKey變換
AES解密過程的AddRoundKey變換與加密過程中的AddRoundKey變換一樣，都是按位與子密鑰做異或操作。解密過程的密鑰膨脹演算法也與加密的密鑰膨脹演算法相同。最後狀態矩陣中的數據就是明文。
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《Java加密與解密的藝術》是2010年機械工業出版社出版的圖書，作者是梁棟。本書講解了加密技術對數字證書和SSL/TLS協議的應用，又以示例的方式講解了加密與解密技術在網路中的實際應用。
㈦ 如何用JAVA實現字元串簡單加密解密
java加密字元串可以使用des加密演算法，實例如下：
package test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.security.*;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
/**
* 加密解密
*
* @author shy.qiu
* @since
*/
public class CryptTest {
/**
* 進行MD5加密
*
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的字元串
*/
public String encryptToMD5(String info) {
byte[] digesta = null;
try {
// 得到一個md5的消息摘要
MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("MD5");
// 添加要進行計算摘要的信息
alga.update(info.getBytes());
// 得到該摘要
digesta = alga.digest();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 將摘要轉為字元串
String rs = byte2hex(digesta);
return rs;
}
/**
* 進行SHA加密
*
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的字元串
*/
public String encryptToSHA(String info) {
byte[] digesta = null;
try {
// 得到一個SHA-1的消息摘要
MessageDigest alga = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
// 添加要進行計算摘要的信息
alga.update(info.getBytes());
// 得到該摘要
digesta = alga.digest();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 將摘要轉為字元串
String rs = byte2hex(digesta);
return rs;
}
// //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 創建密匙
*
* @param algorithm
* 加密演算法,可用 DES,DESede,Blowfish
* @return SecretKey 秘密（對稱）密鑰
*/
public SecretKey createSecretKey(String algorithm) {
// 聲明KeyGenerator對象
KeyGenerator keygen;
// 聲明 密鑰對象
SecretKey deskey = null;
try {
// 返回生成指定演算法的秘密密鑰的 KeyGenerator 對象
keygen = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
// 生成一個密鑰
deskey = keygen.generateKey();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
// 返回密匙
return deskey;
}
/**
* 根據密匙進行DES加密
*
* @param key
* 密匙
* @param info
* 要加密的信息
* @return String 加密後的信息
*/
public String encryptToDES(SecretKey key, String info) {
// 定義 加密演算法,可用 DES,DESede,Blowfish
String Algorithm = "DES";
// 加密隨機數生成器 (RNG),(可以不寫)
SecureRandom sr = new SecureRandom();
// 定義要生成的密文
byte[] cipherByte = null;
try {
// 得到加密/解密器
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
// 用指定的密鑰和模式初始化Cipher對象
// 參數:(ENCRYPT_MODE, DECRYPT_MODE, WRAP_MODE,UNWRAP_MODE)
c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr);
// 對要加密的內容進行編碼處理,
cipherByte = c1.doFinal(info.getBytes());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
// 返回密文的十六進制形式
return byte2hex(cipherByte);
}
/**
* 根據密匙進行DES解密
*
* @param key
* 密匙
* @param sInfo
* 要解密的密文
* @return String 返回解密後信息
*/
public String decryptByDES(SecretKey key, String sInfo) {
// 定義 加密演算法,
String Algorithm = "DES";
// 加密隨機數生成器 (RNG)
SecureRandom sr = new SecureRandom();
byte[] cipherByte = null;
try {
// 得到加密/解密器
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
// 用指定的密鑰和模式初始化Cipher對象
c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr);
// 對要解密的內容進行編碼處理
cipherByte = c1.doFinal(hex2byte(sInfo));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
// return byte2hex(cipherByte);
return new String(cipherByte);
}
// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 創建密匙組，並將公匙，私匙放入到指定文件中
*
* 默認放入mykeys.bat文件中
*/
public void createPairKey() {
try {
// 根據特定的演算法一個密鑰對生成器
KeyPairGenerator keygen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
// 加密隨機數生成器 (RNG)
SecureRandom random = new SecureRandom();
// 重新設置此隨機對象的種子
random.setSeed(1000);
// 使用給定的隨機源（和默認的參數集合）初始化確定密鑰大小的密鑰對生成器
keygen.initialize(512, random);// keygen.initialize(512);
// 生成密鑰組
KeyPair keys = keygen.generateKeyPair();
// 得到公匙
PublicKey pubkey = keys.getPublic();
// 得到私匙
PrivateKey prikey = keys.getPrivate();
// 將公匙私匙寫入到文件當中
doObjToFile("mykeys.bat", new Object[] { prikey, pubkey });
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 利用私匙對信息進行簽名 把簽名後的信息放入到指定的文件中
*
* @param info
* 要簽名的信息
* @param signfile
* 存入的文件
*/
public void signToInfo(String info, String signfile) {
// 從文件當中讀取私匙
PrivateKey myprikey = (PrivateKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 1);
// 從文件中讀取公匙
PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile("mykeys.bat", 2);
try {
// Signature 對象可用來生成和驗證數字簽名
Signature signet = Signature.getInstance("DSA");
// 初始化簽署簽名的私鑰
signet.initSign(myprikey);
// 更新要由位元組簽名或驗證的數據
signet.update(info.getBytes());
// 簽署或驗證所有更新位元組的簽名，返回簽名
byte[] signed = signet.sign();
// 將數字簽名,公匙,信息放入文件中
doObjToFile(signfile, new Object[] { signed, mypubkey, info });
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 讀取數字簽名文件 根據公匙，簽名，信息驗證信息的合法性
*
* @return true 驗證成功 false 驗證失敗
*/
public boolean validateSign(String signfile) {
// 讀取公匙
PublicKey mypubkey = (PublicKey) getObjFromFile(signfile, 2);
// 讀取簽名
byte[] signed = (byte[]) getObjFromFile(signfile, 1);
// 讀取信息
String info = (String) getObjFromFile(signfile, 3);
try {
// 初始一個Signature對象,並用公鑰和簽名進行驗證
Signature signetcheck = Signature.getInstance("DSA");
// 初始化驗證簽名的公鑰
signetcheck.initVerify(mypubkey);
// 使用指定的 byte 數組更新要簽名或驗證的數據
signetcheck.update(info.getBytes());
System.out.println(info);
// 驗證傳入的簽名
return signetcheck.verify(signed);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 將二進制轉化為16進制字元串
*
* @param b
* 二進制位元組數組
* @return String
*/
public String byte2hex(byte[] b) {
String hs = "";
String stmp = "";
for (int n = 0; n < b.length; n++) {
stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
if (stmp.length() == 1) {
hs = hs + "0" + stmp;
} else {
hs = hs + stmp;
}
}
return hs.toUpperCase();
}
/**
* 十六進制字元串轉化為2進制
*
* @param hex
* @return
*/
public byte[] hex2byte(String hex) {
byte[] ret = new byte[8];
byte[] tmp = hex.getBytes();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ret[i] = uniteBytes(tmp[i * 2], tmp[i * 2 + 1]);
}
return ret;
}
/**
* 將兩個ASCII字元合成一個位元組； 如："EF"--> 0xEF
*
* @param src0
* byte
* @param src1
* byte
* @return byte
*/
public static byte uniteBytes(byte src0, byte src1) {
byte _b0 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src0 }))
.byteValue();
_b0 = (byte) (_b0 << 4);
byte _b1 = Byte.decode("0x" + new String(new byte[] { src1 }))
.byteValue();
byte ret = (byte) (_b0 ^ _b1);
return ret;
}
/**
* 將指定的對象寫入指定的文件
*
* @param file
* 指定寫入的文件
* @param objs
* 要寫入的對象
*/
public void doObjToFile(String file, Object[] objs) {
ObjectOutputStream oos = null;
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
oos = new ObjectOutputStream(fos);
for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
oos.writeObject(objs[i]);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 返回在文件中指定位置的對象
*
* @param file
* 指定的文件
* @param i
* 從1開始
* @return
*/
public Object getObjFromFile(String file, int i) {
ObjectInputStream ois = null;
Object obj = null;
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
ois = new ObjectInputStream(fis);
for (int j = 0; j < i; j++) {
obj = ois.readObject();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return obj;
}
/**
* 測試
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
CryptTest jiami = new CryptTest();
// 執行MD5加密"Hello world!"
System.out.println("Hello經過MD5:" + jiami.encryptToMD5("Hello"));
// 生成一個DES演算法的密匙
SecretKey key = jiami.createSecretKey("DES");
// 用密匙加密信息"Hello world!"
String str1 = jiami.encryptToDES(key, "Hello");
System.out.println("使用des加密信息Hello為:" + str1);
// 使用這個密匙解密
String str2 = jiami.decryptByDES(key, str1);
System.out.println("解密後為：" + str2);
// 創建公匙和私匙
jiami.createPairKey();
// 對Hello world!使用私匙進行簽名
jiami.signToInfo("Hello", "mysign.bat");
// 利用公匙對簽名進行驗證。
if (jiami.validateSign("mysign.bat")) {
System.out.println("Success!");
} else {
System.out.println("Fail!");
}
}
}
㈧ JAVA使用什麼加密演算法和解密演算法好
簡單的Java加密演算法有：
第一種. BASE
Base是網路上最常見的用於傳輸Bit位元組代碼的編碼方式之一，大家可以查看RFC～RFC，上面有MIME的詳細規范。Base編碼可用於在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統Hibernate中，就採用了Base來將一個較長的唯一標識符（一般為-bit的UUID）編碼為一個字元串，用作HTTP表單和HTTP GET URL中的參數。在其他應用程序中，也常常需要把二進制數據編碼為適合放在URL（包括隱藏表單域）中的形式。此時，採用Base編碼具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到。
第二種. MD
MD即Message-Digest Algorithm （信息-摘要演算法），用於確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊演算法之一（又譯摘要演算法、哈希演算法），主流編程語言普遍已有MD實現。將數據（如漢字）運算為另一固定長度值，是雜湊演算法的基礎原理，MD的前身有MD、MD和MD。廣泛用於加密和解密技術，常用於文件校驗。校驗？不管文件多大，經過MD後都能生成唯一的MD值。好比現在的ISO校驗，都是MD校驗。怎麼用？當然是把ISO經過MD後產生MD的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載鏈接旁邊放著MD的串。就是用來驗證文件是否一致的。
MD演算法具有以下特點：
壓縮性：任意長度的數據，算出的MD值長度都是固定的。
容易計算：從原數據計算出MD值很容易。
抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改個位元組，所得到的MD值都有很大區別。
弱抗碰撞：已知原數據和其MD值，想找到一個具有相同MD值的數據（即偽造數據）是非常困難的。
強抗碰撞：想找到兩個不同的數據，使它們具有相同的MD值，是非常困難的。
MD的作用是讓大容量信息在用數字簽名軟體簽署私人密鑰前被」壓縮」成一種保密的格式（就是把一個任意長度的位元組串變換成一定長的十六進制數字串）。除了MD以外，其中比較有名的還有sha-、RIPEMD以及Haval等。
第三種.SHA
安全哈希演算法（Secure Hash Algorithm）主要適用於數字簽名標准（Digital Signature Standard DSS）裡面定義的數字簽名演算法（Digital Signature Algorithm DSA）。對於長度小於^位的消息，SHA會產生一個位的消息摘要。該演算法經過加密專家多年來的發展和改進已日益完善，並被廣泛使用。該演算法的思想是接收一段明文，然後以一種不可逆的方式將它轉換成一段（通常更小）密文，也可以簡單的理解為取一串輸入碼（稱為預映射或信息），並把它們轉化為長度較短、位數固定的輸出序列即散列值（也稱為信息摘要或信息認證代碼）的過程。散列函數值可以說是對明文的一種「指紋」或是「摘要」所以對散列值的數字簽名就可以視為對此明文的數字簽名。
SHA-與MD的比較
因為二者均由MD導出，SHA-和MD彼此很相似。相應的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：
對強行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區別是SHA-摘要比MD摘要長 位。使用強行技術，產生任何一個報文使其摘要等於給定報摘要的難度對MD是^數量級的操作，而對SHA-則是^數量級的操作。這樣，SHA-對強行攻擊有更大的強度。
對密碼分析的安全性：由於MD的設計，易受密碼分析的攻擊，SHA-顯得不易受這樣的攻擊。
速度：在相同的硬體上，SHA-的運行速度比MD慢。
第四種.HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基於密鑰的Hash演算法的認證協議。消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑒別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊，即MAC，並將其加入到消息中，然後傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。