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des加密算法詳解：des加密工具類

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  DES算法簡介對稱加密算法之 Java DES算法應用 附可用工具類

DES 算法

  DES算法為密碼體制中的對稱密碼體制，又被稱為美國數據加密標準，是1972年美國IBM公司研製的對稱密碼體制加密算法。明文按64位進行分組，密鑰長64位，密鑰事實上是56位參與DES運算（第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位，使得每個密鑰都有奇數個1）分組後的明文組和56位的密鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。

  DES算法具有極高安全性，除了用窮舉搜索法對DES算法進行攻擊外，還沒有發現更有效的辦法。而56位長的密鑰的窮舉空間為2^56，這意味着如果一台計算機的速度是每一秒鐘檢測一百萬個密鑰，則它搜索完全部密鑰就需要將近2285年的時間，可見，這是難以實現的。然而，這並不等於說DES是不可破解的。而實際上，隨着硬件技術和Internet的發展，其破解的可能性越來越大，而且，所需要的時間越來越少。使用經過特殊設計的硬件並行處理要幾個小時。

  為了克服DES密鑰空間小的缺陷，人們又提出了三重DES的變形方式。

  Maven 依賴

  工具類對於加密後使用Base64進行編碼，所以需要依賴Apache Commons Codec。

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>
    <artifactId>commons-codec</artifactId>
    <version>1.9</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>log4j</groupId>
    <artifactId>log4j</artifactId>
    <version>1.2.17</version>
</dependency>

  工具類實現

  DESUtil提供了針對文本內容、字節數組內容的加解密實現，DESUtil工具類可以直接複製使用，代碼如下：

package com.arhorchin.securitit.enordecryption.des;
import java.security.Key;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.log4j.Logger;
/**
 * @author Securitit.
 * @note DES加密算法實現.
 */
public class DESUtil {
    /**
     * logger.
     */
    private static Logger logger = Logger.getLogger(DESUtil.class);
    /**
     * 數據編碼.
     */
    private static final String CHARSET_UTF8 = "UTF-8";
    /**
     * 算法編號.
     */
    public static final String DES_NAME = "DES";
    /**
     * CBC模式串.
     */
    public static final String DES_NAME_ECB = "DES/CBC/PKCS5Padding";
    /**
     * 初始向量.
     */
    public static final byte[] DES_KEY_IV = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 };
    /**
     * 根據密碼生成Key.要求：密碼長度是8的倍數.
     * @param desKeyPwd 密碼字符串.
     * @return DES密鑰.
     * @throws Exception 可能異常.
     */
    public static String generateDesKey(String desKeyPwd) throws Exception {
        DESKeySpec desKeySpec = null;
        SecretKeyFactory keyFactory = null;
        byte[] keyBytes = null;
        desKeySpec = new DESKeySpec(desKeyPwd.getBytes(CHARSET_UTF8));
        keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_NAME);
        keyBytes = keyFactory.generateSecret(desKeySpec).getEncoded();
        return Base64.encodeBase64String(keyBytes);
    }
    /**
     * 對文本內容進行加密.
     * @param plainText 待加密明文內容.
     * @param desKey DES密鑰.
     * @return 加密的密文.
     */
    public static String encodeText(String plainText, String desKey) throws Exception {
        byte[] desKeyBytes = null;
        byte[] plainBytes = null;
        byte[] cipherBytes = null;
        try {
            desKeyBytes = Base64.decodeBase64(desKey);
            plainBytes = plainText.getBytes(CHARSET_UTF8);
            cipherBytes = encodeByCbc(plainBytes, desKeyBytes, DES_KEY_IV);
            return Base64.encodeBase64String(cipherBytes);
        } catch (Exception ex) {
            logger.error("DESUtil.encodeText.", ex);
            return "";
        }
    }
    /**
     * 對文本密文進行解密.
     * @param cipherText 待解密密文.
     * @param desKey DES密鑰.
     * @return 解密的明文.
     */
    public static String decodeText(String cipherText, String desKey) throws Exception {
        byte[] desKeyBytes = null;
        byte[] cipherBytes = null;
        byte[] plainBytes = null;
        try {
            desKeyBytes = Base64.decodeBase64(desKey);
            cipherBytes = Base64.decodeBase64(cipherText);
            plainBytes = decodeByCbc(cipherBytes, desKeyBytes, DES_KEY_IV);
            return new String(plainBytes, CHARSET_UTF8);
        } catch (Exception ex) {
            logger.error("DESUtil.decodeText.", ex);
            return "";
        }
    }
    /**
     * 對字節數組內容進行加密.
     * @param plainText 待加密明文內容.
     * @param dseKey DES密鑰.
     * @return 加密的密文.
     */
    public static byte[] encodeBytes(byte[] plainBytes, String desKey) throws Exception {
        byte[] desKeyBytes = null;
        byte[] cipherBytes = null;
        try {
            desKeyBytes = Base64.decodeBase64(desKey);
            cipherBytes = encodeByCbc(plainBytes, desKeyBytes, DES_KEY_IV);
            return cipherBytes;
        } catch (Exception ex) {
            logger.error("DESUtil.encodeBytes.", ex);
            return new byte[0];
        }
    }
    /**
     * 對字節數組密文進行解密.
     * @param cipherText 待解密密文.
     * @param desKey DES密鑰.
     * @return 解密的明文.
     */
    public static byte[] decodeBytes(byte[] cipherBytes, String desKey) throws Exception {
        byte[] desKeyBytes = null;
        byte[] plainBytes = null;
        try {
            desKeyBytes = Base64.decodeBase64(desKey);
            plainBytes = decodeByCbc(cipherBytes, desKeyBytes, DES_KEY_IV);
            return plainBytes;
        } catch (Exception ex) {
            logger.error("DESUtil.decodeBytes.", ex);
            return new byte[0];
        }
    }
    /**
     * DES算法使用CBC模式進行加密.
     * @param plainBytes 原文內容.
     * @param desKey DES密鑰.
     * @param keyIv DES初始向量.
     * @return 加密後的內容.
     * @throws Exception .
     */
    public static byte[] encodeByCbc(byte[] plainBytes, byte[] desKey, byte[] keyIv) throws Exception {
        Key deskey = null;
        DESKeySpec desSpec = null;
        SecretKeyFactory keyFactory = null;
        Cipher cipher = null;
        IvParameterSpec ivSpec = null;
        byte[] cipherOut = null;
        desSpec = new DESKeySpec(desKey);
        keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_NAME);
        deskey = keyFactory.generateSecret(desSpec);
        cipher = Cipher.getInstance(DES_NAME_ECB);
        ivSpec = new IvParameterSpec(keyIv);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey, ivSpec);
        cipherOut = cipher.doFinal(plainBytes);
        return cipherOut;
    }
    /**
     * DES算法使用CBC模式進行解密.
     * @param plainBytes 密文內容.
     * @param desKey DES密鑰.
     * @param keyIv DES初始向量.
     * @return 解密後的內容.
     * @throws Exception .
     */
    public static byte[] decodeByCbc(byte[] plainBytes, byte[] desKey, byte[] keyIv) throws Exception {
        Key deskey = null;
        DESKeySpec desSpec = null;
        SecretKeyFactory keyFactory = null;
        Cipher cipher = null;
        IvParameterSpec ivSpec = null;
        byte[] cipherOut = null;
        desSpec = new DESKeySpec(desKey);
        keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_NAME);
        deskey = keyFactory.generateSecret(desSpec);
        cipher = Cipher.getInstance(DES_NAME_ECB);
        ivSpec = new IvParameterSpec(keyIv);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey, ivSpec);
        cipherOut = cipher.doFinal(plainBytes);
        return cipherOut;
    }
}

  工具類測試

package com.arhorchin.securitit.enordecryption.des;
import java.util.Arrays;
/**
 * @author Securitit.
 * @note DESUtil測試類.
 */
public class DESUtilTester {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String desKeyPwd = "1234567887654321";
        String desKey = null;
        String plainText = "This is 一段明文內容！";
        String cipherText = null;
        System.out.println("----------------------- 獲取DES秘鑰 -------------------------");
        desKey = DESUtil.generateDesKey(desKeyPwd);
        System.out.println("秘鑰：" + desKey);
        System.out.println();
        // 文本加解密測試.
        System.out.println("----------------------- 文本加解密測試 -------------------------");
        System.out.println("明文：" + plainText);
        cipherText = DESUtil.encodeText(plainText, desKey);
        System.out.println("密文：" + cipherText);
        plainText = DESUtil.decodeText(cipherText, desKey);
        System.out.println("解密明文：" + plainText);
        System.out.println();
        System.out.println("----------------------- 字節數組加解密測試 -------------------------");
        byte[] plainBytes = plainText.getBytes("UTF-8");
        byte[] cipherBytes = null;
        System.out.println("明文：" + Arrays.toString(plainBytes));
        cipherBytes = DESUtil.encodeBytes(plainBytes, desKey);
        System.out.println("密文：" + Arrays.toString(cipherBytes));
        plainBytes = DESUtil.decodeBytes(cipherBytes, desKey);
        System.out.println("解密明文：" + Arrays.toString(plainBytes));
        System.out.println();
    }
}

  控制台輸出

  查看Console中的控制台內容，明文和解密後明文對比，可以確認DESUtil可以正常工作，控制台如下圖：

----------------------- 獲取DES秘鑰 -------------------------
秘鑰：MTIyNDQ3Nzg=
----------------------- 文本加解密測試 -------------------------
明文：This is 一段明文內容！
密文：2guHzIWpad0klMjyRZERLW83acN0AM0F19NZ18NF214=
解密明文：This is 一段明文內容！
----------------------- 字節數組加解密測試 -------------------------
明文：[84, 104, 105, 115, 32, 105, 115, 32, -28, -72, -128, -26, -82, -75, -26, -104, -114, -26, -106, -121, -27, -122, -123, -27, -82, -71, -17, -68, -127]
密文：[-38, 11, -121, -52, -123, -87, 105, -35, 36, -108, -56, -14, 69, -111, 17, 45, 111, 55, 105, -61, 116, 0, -51, 5, -41, -45, 89, -41, -61, 69, -37, 94]
解密明文：[84, 104, 105, 115, 32, 105, 115, 32, -28, -72, -128, -26, -82, -75, -26, -104, -114, -26, -106, -121, -27, -122, -123, -27, -82, -71, -17, -68, -127]

  總結

  現代密碼學應用中，DES的身影已越來越少見，隨着硬件和互聯網的發展，DES在安全性方面的劣勢變得尤為明顯。在DES之後，逐漸出現了用於過渡的3DES以及新一代密碼算法AES，3DES是為了使得DES更加難以破解，使用三次DES加解密疊加得到的密碼算法。而AES是作為下一代對稱密碼學算法，使用完全不同的算法進行了實現。在實際應用中，可以根據個人所需，選擇合適的算法進行應用。

原創文章，作者：投稿專員，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hant/n/212801.html

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上一篇 2024-12-08 17:47
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