对称加密算法-DES以及DESede算法

一、简述

  对称加密算法就是能将数据加解密。加密的时候用密钥对数据进行加密,解密的时候使用同样的密钥对数据进行解密。

  DES是美国国家标准研究所提出的算法。因为加解密的数据安全性和密钥长度成正比。des的56位的密钥已经形成安全隐患,在1998年之后就很少被采用。但是一些老旧的系统还在使用。因为这个des算法并没有被美国标准委员会公布全部算法,大家一致怀疑被留了后门。所以慢慢就被淘汰掉了。

  后来针对des算法进行了改进,有了三重des算法(DESede)。针对des算法的密钥长度较短以及迭代次数偏少问题做了相应改进,提高了安全强度。不过desede算法处理速度较慢,密钥计算时间较长,加密效率不高问题使得对称加密算法的发展不容乐观。

二、交互模型

1、消息传递双方约定密钥,通常由消息发送方(甲方)构建密钥通知消息接收方(乙方)

2、甲方使用密钥对数据记性加密,然后将加密后的数据通过网络传送给乙方

3、乙方接收到数据,然后使用约定的密钥对数据进行解密

 

整个模型很像hmac的数据交互过程,都是一个密钥的概念,而且密钥都是双方知道的。但是hmac算法是信息摘要的获取。这边是对数据进行加解密

 

三、java6和bouncycastle针对des算法的数据加密支持还是不同的。体现在密钥长度,工作模式以及填充方式上。这里bouncycastle的密钥长度是64位。不过在DESede算法上bouncy castle也是密钥长度比java6的密钥长度要长。

    不过所有的对称加密算法的实现还是类似的。可以参看如下的代码:

1、des算法

package com.ca.test;  
import java.security.Key;  
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.Base64;  
/** 
 * DES对称加密算法 
 * @author kongqz 
 * */  
public class DESCoder {  
    /** 
     * 密钥算法 
     * java支持56位密钥,bouncycastle支持64位 
     * */  
    public static final String KEY_ALGORITHM="DES";  
      
    /** 
     * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 
     * */  
    public static final String CIPHER_ALGORITHM="DES/ECB/PKCS5Padding";  
      
    /** 
     *  
     * 生成密钥,java6只支持56位密钥,bouncycastle支持64位密钥 
     * @return byte[] 二进制密钥 
     * */  
    public static byte[] initkey() throws Exception{  
          
        //实例化密钥生成器  
        KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
        //初始化密钥生成器  
        kg.init(56);  
        //生成密钥  
        SecretKey secretKey=kg.generateKey();  
        //获取二进制密钥编码形式  
        return secretKey.getEncoded();  
    }  
    /** 
     * 转换密钥 
     * @param key 二进制密钥 
     * @return Key 密钥 
     * */  
    public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{  
        //实例化Des密钥  
        DESKeySpec dks=new DESKeySpec(key);  
        //实例化密钥工厂  
        SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
        //生成密钥  
        SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks);  
        return secretKey;  
    }  
      
    /** 
     * 加密数据 
     * @param data 待加密数据 
     * @param key 密钥 
     * @return byte[] 加密后的数据 
     * */  
    public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
        //还原密钥  
        Key k=toKey(key);  
        //实例化  
        Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
        //初始化,设置为加密模式  
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  
        //执行操作  
        return cipher.doFinal(data);  
    }  
    /** 
     * 解密数据 
     * @param data 待解密数据 
     * @param key 密钥 
     * @return byte[] 解密后的数据 
     * */  
    public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
        //欢迎密钥  
        Key k =toKey(key);  
        //实例化  
        Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
        //初始化,设置为解密模式  
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  
        //执行操作  
        return cipher.doFinal(data);  
    }  
    /** 
     * @param args 
     * @throws Exception  
     */  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  
        String str="DES";  
        System.out.println("原文:"+str);  
        //初始化密钥  
        byte[] key=DESCoder.initkey();  
        System.out.println("密钥:"+Base64.encodeBase64String(key));  
        //加密数据  
        byte[] data=DESCoder.encrypt(str.getBytes(), key);  
        System.out.println("加密后:"+Base64.encodeBase64String(data));  
        //解密数据  
        data=DESCoder.decrypt(data, key);  
        System.out.println("解密后:"+new String(data));  
    }  
}  
控制台输出结果:  
原文:DES  
密钥:ocewbYVbtmE=  
加密后:w6KsVSkLV3Q=  
解密后:DES  

 

2、desede算法演示

  1 package com.ca.test;  
  2 import java.security.Key;  
  3 import javax.crypto.Cipher;  
  4 import javax.crypto.KeyGenerator;  
  5 import javax.crypto.SecretKey;  
  6 import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
  7 import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;  
  8 import org.apache.commons.codec.binary.Base64;  
  9 /** 
 10  * DESede对称加密算法演示 
 11  * @author kongqz 
 12  * */  
 13 public class DESedeCoder {  
 14     /** 
 15      * 密钥算法 
 16      * */  
 17     public static final String KEY_ALGORITHM="DESede";  
 18       
 19     /** 
 20      * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 
 21      * */  
 22     public static final String CIPHER_ALGORITHM="DESede/ECB/PKCS5Padding";  
 23       
 24     /** 
 25      *  
 26      * 生成密钥 
 27      * @return byte[] 二进制密钥 
 28      * */  
 29     public static byte[] initkey() throws Exception{  
 30           
 31         //实例化密钥生成器  
 32         KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
 33         //初始化密钥生成器  
 34         kg.init(168);  
 35         //生成密钥  
 36         SecretKey secretKey=kg.generateKey();  
 37         //获取二进制密钥编码形式  
 38         return secretKey.getEncoded();  
 39     }  
 40     /** 
 41      * 转换密钥 
 42      * @param key 二进制密钥 
 43      * @return Key 密钥 
 44      * */  
 45     public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{  
 46         //实例化Des密钥  
 47         DESedeKeySpec dks=new DESedeKeySpec(key);  
 48         //实例化密钥工厂  
 49         SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);  
 50         //生成密钥  
 51         SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks);  
 52         return secretKey;  
 53     }  
 54       
 55     /** 
 56      * 加密数据 
 57      * @param data 待加密数据 
 58      * @param key 密钥 
 59      * @return byte[] 加密后的数据 
 60      * */  
 61     public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
 62         //还原密钥  
 63         Key k=toKey(key);  
 64         //实例化  
 65         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
 66         //初始化,设置为加密模式  
 67         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);  
 68         //执行操作  
 69         return cipher.doFinal(data);  
 70     }  
 71     /** 
 72      * 解密数据 
 73      * @param data 待解密数据 
 74      * @param key 密钥 
 75      * @return byte[] 解密后的数据 
 76      * */  
 77     public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{  
 78         //欢迎密钥  
 79         Key k =toKey(key);  
 80         //实例化  
 81         Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM);  
 82         //初始化,设置为解密模式  
 83         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);  
 84         //执行操作  
 85         return cipher.doFinal(data);  
 86     }  
 87     /** 
 88      * 进行加解密的测试 
 89      * @throws Exception  
 90      */  
 91     public static void main(String[] args) throws Exception {  
 92         String str="DESede";  
 93         System.out.println("原文:/t"+str);  
 94         //初始化密钥  
 95         byte[] key=DESedeCoder.initkey();  
 96         System.out.println("密钥:/t"+Base64.encodeBase64String(key));  
 97         //加密数据  
 98         byte[] data=DESedeCoder.encrypt(str.getBytes(), key);  
 99         System.out.println("加密后:/t"+Base64.encodeBase64String(data));  
100         //解密数据  
101         data=DESedeCoder.decrypt(data, key);  
102         System.out.println("解密后:/t"+new String(data));  
103     }  
104 }  
105 控制台输出结果:  
106 原文: DESede  
107 密钥: BBDmwTjBsF7IwTIyGWt1bmFntRyUgMQL  
108 加密后:    FM/DsEv3KgM=  
109 解密后:    DESede  

 

四、总结

1、主要看设定密钥的长度的变化。同时,bouncycastle支持更多的填充模式,在相同算法上比java6实现的版本的密钥长度要长

2、java的api中仅仅提供了DES,DESede和PBE 3三种对称加密算法密钥材料实现类

posted @ 2015-05-13 11:38  滴水瓦  阅读(2171)  评论(0编辑  收藏  举报