对称加密算法-DES以及DESede算法
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时间：2015年06月08日
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[] key) throws 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[] key) throws 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[] key) throws 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
2、desede算法演示
1 package com.ca.test; 2 import java.security.Key; 3 import javax.crypto.Cipher; 4 import javax.crypto.KeyGenerator; 5 import javax.crypto.SecretKey; 6 import javax.crypto.SecretKeyFactory; 7 import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec; 8 import org.apache.commons.codec.binary.Base64; 9 /** 10 * DESede对称加密算法演示 11 * @author kongqz 12 * */ 13 public class DESedeCoder { 14 /** 15 * 密钥算法 16 * */ 17 public static final String KEY_ALGORITHM="DESede"; 18 19 /** 20 * 加密/解密算法/工作模式/填充方式 21 * */ 22 public static final String CIPHER_ALGORITHM="DESede/ECB/PKCS5Padding"; 23 24 /** 25 * 26 * 生成密钥 27 * @return byte[] 二进制密钥 28 * */ 29 public static byte[] initkey() throws Exception{ 30 31 //实例化密钥生成器 32 KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM); 33 //初始化密钥生成器 34 kg.init(168); 35 //生成密钥 36 SecretKey secretKey=kg.generateKey(); 37 //获取二进制密钥编码形式 38 return secretKey.getEncoded(); 39 } 40 /** 41 * 转换密钥 42 * @param key 二进制密钥 43 * @return Key 密钥 44 * */ 45 public static Key toKey(byte[] key) throws Exception{ 46 //实例化Des密钥 47 DESedeKeySpec dks=new DESedeKeySpec(key); 48 //实例化密钥工厂 49 SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM); 50 //生成密钥 51 SecretKey secretKey=keyFactory.generateSecret(dks); 52 return secretKey; 53 } 54 55 /** 56 * 加密数据 57 * @param data 待加密数据 58 * @param key 密钥 59 * @return byte[] 加密后的数据 60 * */ 61 public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ 62 //还原密钥 63 Key k=toKey(key); 64 //实例化 65 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); 66 //初始化，设置为加密模式 67 cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k); 68 //执行操作 69 return cipher.doFinal(data); 70 } 71 /** 72 * 解密数据 73 * @param data 待解密数据 74 * @param key 密钥 75 * @return byte[] 解密后的数据 76 * */ 77 public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{ 78 //欢迎密钥 79 Key k =toKey(key); 80 //实例化 81 Cipher cipher=Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); 82 //初始化，设置为解密模式 83 cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k); 84 //执行操作 85 return cipher.doFinal(data); 86 } 87 /** 88 * 进行加解密的测试 89 * @throws Exception 90 */ 91 public static void main(String[] args) throws Exception { 92 String str="DESede"; 93 System.out.println("原文：/t"+str); 94 //初始化密钥 95 byte[] key=DESedeCoder.initkey(); 96 System.out.println("密钥：/t"+Base64.encodeBase64String(key)); 97 //加密数据 98 byte[] data=DESedeCoder.encrypt(str.getBytes(), key); 99 System.out.println("加密后：/t"+Base64.encodeBase64String(data)); 100 //解密数据 101 data=DESedeCoder.decrypt(data, key); 102 System.out.println("解密后：/t"+new String(data)); 103 } 104 } 105 控制台输出结果： 106 原文： DESede 107 密钥： BBDmwTjBsF7IwTIyGWt1bmFntRyUgMQL 108 加密后： FM/DsEv3KgM= 109 解密后： DESede
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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