Java中常用的加密算法及其实现原理详解-保护信息的铠甲，静默守护你的隐私资源-CSDN文库

共1个文件

pdf：1个

java

加密算法

128 浏览量 2024-03-17 18:02:18 上传评论收藏 255KB RAR 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

收起资源包目录

Java中常用的加密算法及其实现原理详解——保护信息的铠甲，静默守护你的隐私.rar （1个子文件）

Java中常用的加密算法及其实现原理详解——保护信息的铠甲，静默守护你的隐私.pdf 267KB



1、前言

在计算机领域中，数据安全性是一个非常重要的问题。为了保护数据的机密

性和完整性，常常需要使用加密算法对数据进行加密和解密。Java 是一种流行的

编程语言，提供了许多常用的加密算法的实现。

本篇文章将详细介绍 Java 中常用的加密算法及其实现原理。我们将首先介绍

对称加密算法，包括 DES、AES 和 RC4。然后，我们将介绍非对称加密算法，包

括 RSA 和 DSA。继而，我们将介绍散列算法，包括 MD5 和 SHA，最后，我们将

介绍数字签名算法。

对称加密算法使用相同的密钥对数据进行加密和解密。DES（Data Encryption

Standard）是一种最早的对称加密算法，使用 56 位密钥对数据进行加密。然而，

由于 DES 的密钥长度较短，容易受到暴力破解攻击。因此，AES（Advanced

Encryption Standard）成为了更加安全和高效的对称加密算法，支持 128、192 和

256 位密钥。RC4 是一种流加密算法，可以根据密钥生成伪随机流，并将其与明

文进行异或操作。

非对称加密算法使用一对密钥，包括公钥和私钥。RSA（Rivest, Shamir 和

Adleman）是一种常用的非对称加密算法，基于大数分解难题。RSA 的公钥可以

用于加密数据，私钥用于解密数据。DSA（Digital Signature Algorithm）是一种用

于数字签名的非对称加密算法，可以确保数据的完整性和真实性。

散列算法将任意长度的输入映射为固定长度的输出。MD5（Message-Digest

Algorithm 5）是一种常用的哈希函数，生成 128 位的哈希值。然而，由于 MD5

已经被发现存在安全性问题，现在推荐使用 SHA（Secure Hash Algorithm）系列，

包括 SHA-1、SHA-256 和 SHA-512。

数字签名算法是一种用于验证数据完整性和真实性的密码学技术。它通过使

用私钥对数据进行加密来生成数字签名，并使用与私钥相关的公钥对数字签名进

行解密和验证。常见的数字签名算法包括：RSA（Rivest, Shamir, Adleman）、DSA

（Digital Signature Algorithm）、ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）

和 EdDSA（Edwards-curve Digital Signature Algorithm）。

在本文中，我们将详细解释每种加密算法的实现原理，并提供 Java 代码示例。

我们还将讨论每种算法的应用场景和安全性考虑。通过深入了解这些加密算法，

您将能够更好地保护数据的安全性，并在需要时选择适当的加密方法。

请继续阅读本文，了解 Java 中常用的加密算法及其实现原理。

2、对称加密算法

2.1 对称加密算法的工作原理

对称加密算法的工作原理是使用同一个密钥进行加密和解密。具体流程如下：

1. 首先，选择一个密钥，该密钥必须保密且只有发送方和接收方知道。

2. 发送方使用选定的密钥对明文进行加密。加密过程将明文分成固定大

小的数据块，然后使用密钥对每个数据块进行计算，生成对应的密文。

3. 密文通过安全渠道传输给接收方。

4. 接收方使用相同的密钥对密文进行解密。解密过程将密文分成固定大

小的数据块，然后使用密钥对每个数据块进行计算，生成对应的明文。

需要注意的是，对称加密算法中的密钥必须在发送方和接收方之间共享，且

必须保密。这是因为如果密钥在传输过程中被窃取，攻击者就可以解密密文并获

取明文信息。因此，密钥的保密性非常重要。

2.2 DES、AES、RC4 算法的原理及其在 Java 中的实

现

DES（Data Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，它使用了 64 位

的密钥来对 64 位的数据进行加密。DES 算法的过程可以简要描述为：

初始置换（

）：将输入数据进行初始置换，打乱数据的顺序。

2. 16

轮迭代：将初始置换后的数据分为左右两部分，然后对其进行

轮迭代。

 扩展置换（E 盒置换）：将右半部分进行扩展变换，扩展成 48 位的数据。

 异或运算：将扩展变换的结果与子密钥进行异或运算。

 S-盒代替：将异或运算的结果分为 8 组，每组 6 位。然后对每组 6 位进行 S-盒代替

操作，将 6 位转换为 4 位。

 置换运算：将 S-盒代替操作的结果进行置换运算，得到 32 位的结果。

 左右交换：将经过置换运算后的左右两部分进行交换，进入下一轮迭代。

3. 逆初始置换（IP-1）：将 16 轮迭代后得到的数据进行逆初始置换，恢复到

原始顺序。

以下是一个使用 Java 实现 DES 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.*;

import javax.crypto.spec.*;

import java.security.*;

public class DESExample {

public static void main(String[] args) throws Exception {

String message = "Hello World!";

String keyString = "MySecretKey";

// 生成密钥

SecretKey key = generateDESKey(keyString);

// 加密

byte[] encryptedData = encryptDES(message.getBytes(), key);

System.out.println("Encrypted: " + new String(encryptedData));

// 解密

byte[] decryptedData = decryptDES(encryptedData, key);

System.out.println("Decrypted: " + new String(decryptedData));

}

public static SecretKey generateDESKey(String keyString) throws

Exception {

// 使用 SHA-1 算法生成固定长度的密钥

MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");

byte[] keyBytes = md.digest(keyString.getBytes());

// 使用前 8 个字节作为 DES 密钥

return new SecretKeySpec(keyBytes, 0, 8, "DES");

}

public static byte[] encryptDES(byte[] data, SecretKey key) throws

Exception {

// 初始化 DES 加密器

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

// 执行加密操作

return cipher.doFinal(data);

}

public static byte[] decryptDES(byte[] encryptedData, SecretKey key)

throws Exception {

// 初始化 DES 解密器

Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);

// 执行解密操作

return cipher.doFinal(encryptedData);

}

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，它使用了 128、

192 或 256 位的密钥来对 128 位的数据进行加密。AES 算法的过程可以简要描述

为：

轮密钥加：将输入数据与第一轮密钥进行异或运算。

2. 9

轮迭代：对上一轮的结果进行

轮迭代。

 字节代替：将数据的每个字节进行 S-盒替代，使用一个 256 字节的 S-盒表。

 行移位：将数据的每一行进行循环左移操作。

 列混淆：将数据的每一列进行混淆操作。

 轮密钥加：将结果与对应轮的密钥进行异或运算。

3. 最后一轮迭代：对第 9 轮的结果进行最后一轮迭代，不进行列混淆操作。

4. 输出：输出最后一轮的结果。

下面是一个使用 Java 实现 AES 加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;

import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

import java.util.Base64;

public class AesEncryptionExample {

private static final String AES_ALGORITHM = "AES";

// 加密

public static String encrypt(String plainText, String secretKey) {

try {

SecretKeySpec secretKeySpec = new

SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8),

AES_ALGORITHM);

Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);

byte[] encryptedBytes =

cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

// 解密

public static String decrypt(String encryptedText, String secretKey)

{

try {

SecretKeySpec secretKeySpec = new

SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8),

AES_ALGORITHM);

Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);

byte[] encryptedBytes =

Base64.getDecoder().decode(encryptedText);

byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);

return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

return null;

}

public static void main(String[] args) {

String plainText = "Hello, World!";

String secretKey = "this-is-a-secret-key";

String encryptedText = encrypt(plainText, secretKey);

System.out.println("Encrypted Text: " + encryptedText);

String decryptedText = decrypt(encryptedText, secretKey);

评论收藏

内容反馈

hao_kkkkk

粉丝: 103
资源: 258

Java中常用的加密算法及其实现原理详解-保护信息的铠甲，静默守护你的隐私

20210816-华西证券-天秦装备-300922-弹箭铠甲，宝藏公司.pdf

20210816-华西证券-天秦装备-300922-弹箭铠甲，宝藏公司.rar

JAVA锁：保护共享资源的铠甲.md

Java MD5加密工具类（支持多参数输入）

mid-动物-金属铠甲-翻译版（57）.zip

Midjourney描述关键词AI绘画动物-金属铠甲-中文版（含图）.xlsx

电信设备-快速移动式铠甲伸缩罩.zip

c++解决旅行商问题，本处使用贪心算法的一个变体-最近邻居算法来寻找一个解

java+SSM实现宿舍管理系统

行业资料-交通装置-一种仿兵马俑石铠甲的纪念品.zip

c++语言实现模拟退火算法，模拟退火算法是一种常用的用来求解优化问题的随机算法

古代全幅铠甲的战士MAYA模型 含材质含贴图带绑定

网络铠甲使用手册-上网管理网络监控聊天监控上网监控-汉景.docx

网络铠甲使用手册-上网管理网络监控聊天监控上网监控-汉景.doc

介绍一下机器学习的常用算法

中国历史服饰仅到宋代秦代铠甲秦代兵士铠甲展示图这是秦兵俑中PPT学习教案.pptx

python实现最大子段和算法

基于spring boot的小区物业管理系统源码+论文+答辩ppt

STM32CubeMX安装包(版本:6.9.0) 附带 Java安装包(版本:371) - -2023年7月14日

最新Java JDK 8安装版（Windows 64位）

自主研发的软著申请代码文档整理输出工具

毕业设计-基于JAVA的springboot超市进销存系统(源代码+论文）

Java 面经手册·小傅哥.pdf

BurpLoaderKeygen.jar.zip

ProGuard工具包，Java代码混淆

java-11 windows-x64 安装包

Java面试八股文2023最新版

2024最强Java面试八股文

JDK1.8 windows 64位

最新资源

古代全幅铠甲的战士MAYA模型含材质含贴图带绑定