对称加密算法-DES以及DESede算法

简介:

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[] keythrows 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[] keythrows 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[] keythrows 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

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

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