加密、解密算法 AES、DES

使用Hutool工具实现密钥+内容的加密与解密

Hutool是一个Java工具库，提供了丰富的加密解密工具类。下面我将介绍如何使用Hutool实现基于密钥的对称加密和解密。

签名方法 Mac、MessageDigest、Signature https://www.cnblogs.com/vipsoft/p/18795795
Java Hutool 实现非对称加密（RSA) https://www.cnblogs.com/vipsoft/p/18674812

1. 添加Hutool依赖

首先需要在项目中添加Hutool依赖：

Maven:

<dependency>
    <groupId>cn.hutool</groupId>
    <artifactId>hutool-all</artifactId>
    <version>5.8.20</version> <!-- 使用最新版本 -->
</dependency>

Gradle:

implementation 'cn.hutool:hutool-all:5.8.20'

2. 对称加密实现

Hutool支持多种对称加密算法，如AES、DES等。下面以AES为例：

加密方法

import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import cn.hutool.crypto.symmetric.AES;

public class CryptoUtils {
    
    /**
     * AES加密
     * @param content 明文内容
     * @param key 密钥(16/24/32字节)
     * @return 加密后的Base64字符串
     */
    public static String encrypt(String content, String key) {
        // 构建AES对象
        AES aes = SecureUtil.aes(key.getBytes());
        // 加密为16进制表示
        return aes.encryptHex(content);
        // 或者加密为Base64
        // return aes.encryptBase64(content);
    }
}

解密方法

import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import cn.hutool.crypto.symmetric.AES;

public class CryptoUtils {
    
    /**
     * AES解密
     * @param encryptStr 加密后的字符串
     * @param key 密钥(必须与加密时相同)
     * @return 解密后的原文
     */
    public static String decrypt(String encryptStr, String key) {
        // 构建AES对象
        AES aes = SecureUtil.aes(key.getBytes());
        // 解密字符串
        return aes.decryptStr(encryptStr);
    }
}

3. 使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "这是一段需要加密的敏感数据";
        String key = "1234567890123456"; // AES密钥要求16/24/32字节
        
        // 加密
        String encrypted = CryptoUtils.encrypt(content, key);
        System.out.println("加密结果: " + encrypted);
        
        // 解密
        String decrypted = CryptoUtils.decrypt(encrypted, key);
        System.out.println("解密结果: " + decrypted);
    }
}

4. 其他加密算法

Hutool还支持其他对称加密算法，使用方法类似：

DES加密示例

import cn.hutool.crypto.SecureUtil;
import cn.hutool.crypto.symmetric.DES;

public class DesCryptoUtils {
    
    public static String encrypt(String content, String key) {
        DES des = SecureUtil.des(key.getBytes());
        return des.encryptHex(content);
    }
    
    public static String decrypt(String encryptStr, String key) {
        DES des = SecureUtil.des(key.getBytes());
        return des.decryptStr(encryptStr);
    }
}

5. 注意事项

密钥长度：
- AES：16/24/32字节
- DES：8字节
- 3DES：24字节
安全性：
- 不要使用简单易猜的密钥
- 实际项目中密钥应该安全存储，不要硬编码在代码中
异常处理：
- 实际使用时应该添加异常处理
- 加密解密可能抛出CryptoException
编码问题：
- 确保加密解密使用相同的字符编码(通常UTF-8)

以上示例展示了如何使用Hutool进行基于密钥的对称加密和解密操作。根据实际需求，你可以选择不同的加密算法和配置参数。

AES与DES加密算法的区别及应用场景

一、AES与DES的主要区别

对比维度	AES (Advanced Encryption Standard)	DES (Data Encryption Standard)
推出时间	2001年	1977年
密钥长度	128/192/256位	56位(实际64位，但8位用于奇偶校验)
分组长度	128位	64位
加密轮数	10/12/14轮(取决于密钥长度)	16轮
安全性	高，目前无已知有效攻击	低，已被暴力破解
算法结构	置换-置换网络(SPN)	Feistel网络
性能	较快(硬件加速下更明显)	较慢
标准化	NIST标准	原NIST标准(已淘汰)

二、安全性比较

AES：
- 目前没有已知的实用攻击方法能破解AES
- 即使使用256位密钥，在可预见的未来也是安全的
- 被美国政府用于保护最高机密信息(TOP SECRET)
DES：
- 1999年已被证明可在22小时内暴力破解
- 3DES(三重DES)提高了安全性但效率低下
- 已被NIST于2005年正式废弃

三、性能比较

软件实现：
- AES通常比DES/3DES快5-10倍
- AES算法设计更适合现代处理器
硬件实现：
- 现代CPU(如Intel AES-NI指令集)对AES有专门优化
- AES硬件加速后性能可提升10倍以上

四、典型应用场景

AES适用场景：

高安全性需求：
- 政府机密通信
- 军事数据加密
- 金融交易安全(如SSL/TLS)
大数据量加密：
- 全磁盘加密(如BitLocker)
- 数据库字段加密
- 大文件加密
现代协议标准：
- WiFi加密(WPA2/WPA3)
- VPN协议(IPSec)
- SSH协议

DES/3DES适用场景：

遗留系统维护：
- 需要与老旧系统兼容时
- 传统银行系统(逐步淘汰中)
低安全性需求：
- 内部非敏感数据加密
- 短期数据保护
法律合规要求：
- 某些行业特定法规可能暂时要求(越来越少)

五、选择建议

优先选择AES的情况：
- 所有新开发的系统
- 需要高安全性的应用
- 处理大量数据的场景
- 需要硬件加速的场景
可能考虑3DES的情况：
- 必须与老旧系统交互时
- 受限于特定行业法规时
- 短期过渡方案
不应使用DES的情况：
- 任何新系统设计
- 敏感数据传输
- 长期数据保护

六、Java实现示例对比

AES实现(Hutool):

// 加密
AES aes = SecureUtil.aes(key.getBytes());
String encrypted = aes.encryptHex(content);

// 解密
String decrypted = aes.decryptStr(encrypted);

3DES实现(Hutool):

// 加密
DESede des = SecureUtil.desede(key.getBytes()); // 密钥必须24字节
String encrypted = des.encryptHex(content);

// 解密
String decrypted = des.decryptStr(encrypted);

七、迁移建议

仍在使用DES/3DES的系统应尽快迁移到AES
迁移过程可采用双加密过渡方案：
- 新数据使用AES加密
- 旧数据保持3DES加密但逐步转换
密钥管理应同步升级

总结

AES作为DES的替代标准，在安全性、性能和适应性方面全面优于DES。除非有特殊的兼容性要求，现代系统都应采用AES作为默认的对称加密算法。DES因其固有的安全性弱点，已不再适合用于保护敏感信息。

posted @ 2025-03-28 09:43 VipSoft 阅读(664) 评论(0) 收藏举报

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