实验3：工厂方法模式
本次实验属于模仿型实验，通过本次实验学生将掌握以下内容：
1、理解工厂方法模式的动机，掌握该模式的结构；
2、能够利用工厂方法模式解决实际问题。
[实验任务一]：加密算法
目前常用的加密算法有DES（Data Encryption Standard）和IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法等，请用工厂方法实现加密算法系统。
实验要求：
1.画出对应的类图；
2.提交该系统的代码，该系统务必是一个可以能够直接使用的系统，查阅资料完成相应加密算法的实现；
3.注意编程规范。
代码
main.java
import java.util.Scanner;
public class main {
public static void main(String[] args) {
DES des=new DES();
IDEA idea=new IDEA();
try {
int n = 0;
Scanner in = new Scanner(System.in);
while (n != 3) {
System.out.println("请选择要使用的加密算法 1.DES加密算法 2.IDEA加密算法");
System.out.println("3.退出");
System.out.println("请选择：");
if (in.hasNextInt()) {
n = in.nextInt();
} else {
System.out.println("输入的不是整数，请重新输入：");
continue;
}
switch (n) {
case 1: {
String a;
Scanner in1 = new Scanner(System.in);
System.out.println("选择加密文件：");
a = in1.nextLine();
des.work("1787878787878787","0E329232EA6D0D73",a);
break;
}
case 2: {
String b;
Scanner in2 = new Scanner(System.in);
System.out.println("选择加密文件：");
b = in2.nextLine();
idea.work("8787878787878787","0E329232EA6D0D73",b);
break;
}
}
}
}
catch(Exception e)
{
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
主界面用于调用Method接口下的DES.java和IDEA.java
Method.java
public interface Method {
public abstract void work(String str,String password,String codeStringBegin);
}
DES.java
import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.SecretKey;
public class DES implements Method {
public void work(String str,String password,String codeStringBegin) {
String codeStringEnd=null; //加密后的密文
String decodeString=null; //密文解密后得到的明文
System.out.println("要加密的明文:"+codeStringBegin);
String cipherType = "DESede"; //加密算法类型，可设置为DES、DESede、AES等字符串
try
{
//获取密钥生成器
KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance(cipherType);
//初始化密钥生成器，不同的加密算法其密钥长度可能不同
keyGen.init(112);
//生成密钥
SecretKey key=keyGen.generateKey();
//得到密钥字节码
byte[] keyByte=key.getEncoded();
//输出密钥的字节码
System.out.println("密钥是：");
for(int i=0;i<keyByte.length;i++)
{
System.out.print(keyByte[i]+",");
}
System.out.println("");
//创建密码器
Cipher cp=Cipher.getInstance(cipherType);
//初始化密码器 cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);
System.out.println("要加密的字符串是："+ codeStringBegin);
byte[] codeStringByte=codeStringBegin.getBytes("UTF8");
System.out.println("要加密的字符串对应的字节码是：");
for(int i=0;i<codeStringByte.length;i++)
{
System.out.print(codeStringByte[i]+",");
}
System.out.println("");
//开始加密
byte[] codeStringByteEnd=cp.doFinal(codeStringByte);
System.out.println("加密后的字符串对应的字节码是：");
for(int i=0;i<codeStringByteEnd.length;i++)
{
System.out.print(codeStringByteEnd[i]+",");
}
System.out.println("");
codeStringEnd=new String(codeStringByteEnd);
System.out.println("加密后的字符串是：" + codeStringEnd);
System.out.println("");
//重新初始化密码器 cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key);
//开始解密
byte[] decodeStringByteEnd=cp.doFinal(codeStringByteEnd);
System.out.println("解密后的字符串对应的字节码是：");
for(int i=0;i<decodeStringByteEnd.length;i++)
{
System.out.print(decodeStringByteEnd[i]+",");
}
System.out.println("");
decodeString=new String(decodeStringByteEnd);
System.out.println("解密后的字符串是：" + decodeString);
System.out.println("");
}
catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
IDEA.java
import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.SecretKey;import org.apache.commons.codec.binary.Base64;import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import java.security.Key;import java.security.Security;
public class IDEA implements Method{
public static final String KEY_ALGORITHM="IDEA";
public static final String CIPHER_ALGORITHM="IDEA/ECB/ISO10126Padding";
public static byte[] initkey() throws Exception{
//加入bouncyCastle支持
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
//实例化密钥生成器
KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
//初始化密钥生成器，IDEA要求密钥长度为128位
kg.init(128);
//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
* */
private static Key toKey(byte[] key) throws Exception{
//实例化DES密钥
//生成密钥
SecretKey secretKey=new SecretKeySpec(key,KEY_ALGORITHM);
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
* */
private static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
//加入bouncyCastle支持
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
//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
* */
private static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
//加入bouncyCastle支持
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
//还原密钥
Key k =toKey(key);
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);
}
public static String getKey(){
String result = null;
try {
result = Base64.encodeBase64String(initkey());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
public static String ideaEncrypt(String data, String key) {
String result = null;
try {
byte[] data_en = encrypt(data.getBytes(), Base64.decodeBase64(key));
result = Base64.encodeBase64String(data_en);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
public static String ideaDecrypt(String data, String key) {
String result = null;
try {
byte[] data_de =decrypt(Base64.decodeBase64(data), Base64.decodeBase64(key));;
result = new String(data_de);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result;
}
public void work(String str,String password,String data) {
String key = getKey();
System.out.println("要加密的原文："+data);
System.out.println("密钥：" + key);
String data_en = ideaEncrypt(data, key);
System.out.println("密文："+data_en);
String data_de = ideaDecrypt(data_en, key);
System.out.println("原文："+data_de);
}
}
浙公网安备 33010602011771号