常用java使用工具类EncrypDES，实现DES算法的加解密_java des加密

作者：天景科技苑 | 2024-07-25 19:52:08

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java des加密

前言

DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。

DES算法的原理

1.所需参数

key：8个字节共64位的工作密钥
data：8个字节共64位的需要被加密或被解密的数据
mode：DES工作方式，加密或者解密

2.原理图示

DES算法使用64位的密钥key，将64位的明文输入块，变为64位的密文输出块，并把输出块分为L0、R0两部分，每部分均为32位。Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密。

工具类EncrypDES

hexStr2ByteArr

byte数组转换为表示16进制值的字符串

hexStr2ByteArr(String strIn) 互为可逆的转换过程，将byte数组转换为表示16进制值的字符串，如：byte[]{8,18}转换为：0813，和public static byte[]


	/**
	 *  
	 * @param arrB 需要转换的byte数组
	 * @return 转换后的字符串
	 * @throws Exception  本方法不处理任何异常，所有异常全部抛出
	 */
	public static String byteArr2HexStr(byte[] arrB) throws Exception {
		int iLen = arrB.length;
		// 每个byte用2个字符才能表示，所以字符串的长度是数组长度的2倍
		StringBuffer sb = new StringBuffer(iLen * 2);
		for (int i = 0; i < iLen; i++) {
			int intTmp = arrB[i];
			// 把负数转换为正数
			while (intTmp < 0) {
				intTmp = intTmp + 256;
			}
			// 小于0F的数需要在前面补0
			if (intTmp < 16) {
				sb.append("0");
			}
			sb.append(Integer.toString(intTmp, 16));
		}
		return sb.toString();
	}

16进制值的字符串转换为byte数组


/**
	 * 将表示16进制值的字符串转换为byte数组，和public static String byteArr2HexStr(byte[] arrB)
	 * 互为可逆的转换过程
	 * @param strIn 需要转换的字符串
	 * @return 转换后的byte数组
	 */
	public static byte[] hexStr2ByteArr(String strIn) throws Exception {
		byte[] arrB = strIn.getBytes();
		int iLen = arrB.length;
		// 两个字符表示一个字节，所以字节数组长度是字符串长度除以2
		byte[] arrOut = new byte[iLen / 2];
		for (int i = 0; i < iLen; i = i + 2) {
			String strTmp = new String(arrB, i, 2);
			arrOut[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(strTmp, 16);
		}
		return arrOut;
	}

Cipher加密

加密字节数组


    /** 
     * @param arrB 需加密的字节数组
     * @return 加密后的字节数组
     */
    public byte[] encrypt(byte[] arrB) throws Exception {
        return encryptCipher.doFinal(arrB);
    }

加密字符串


/**
         * 
     * @param strIn 需加密的字符串
     * @return 加密后的字符串
     */
    public String encrypt(String strIn) throws Exception {
        return byteArr2HexStr(encrypt(strIn.getBytes()));
}

Cipher解密

解密字节数组


/**
     * 
     * @param arrB 需解密的字节数组
     * @return 解密后的字节数组
     */
    public byte[] decrypt(byte[] arrB) throws Exception {
        return decryptCipher.doFinal(arrB);
    }

解密字符串


    /**
     * 解密字符串
     * @param strIn 需解密的字符串
     * @return 解密后的字符串
     */
    public String decrypt(String strIn) throws Exception {
        return new String(decrypt(hexStr2ByteArr(strIn)));
    }

指定字符串生成密钥

从指定字符串生成密钥，密钥所需的字节数组长度为8位，不足8位时后面补0，超出8位只取前8位


/**
	 * @param arrBTmp 构成该字符串的字节数组
	 * @return 生成的密钥
	 */
	private Key getKey(byte[] arrBTmp) throws Exception {
		// 创建一个空的8位字节数组（默认值为0）
		byte[] arrB = new byte[8];
		// 将原始字节数组转换为8位
		for (int i = 0; i < arrBTmp.length && i < arrB.length; i++) {
			arrB[i] = arrBTmp[i];
		}
		// 生成密钥
		Key key = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec(arrB, "DES");
		return key;
	}

构造方法

默认构造方法


/**
	 * 默认构造方法，使用默认密钥
	 */
	public EncrypDES() throws Exception {
		this(strDefaultKey);
	}

指定密钥构造方法


	/**
	 * 指定密钥构造方法
	 * @param strKey 指定的密钥
	 * @throws Exception
	 */
 
	public EncrypDES(String strKey) throws Exception {
 
		// Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		Key key = getKey(strKey.getBytes());
		encryptCipher = Cipher.getInstance("DES");
		encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		decryptCipher = Cipher.getInstance("DES");
		decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
	}

测试main方法


public static void main(String[] args) {
		try {
			String msg1 = "1";
 
			EncrypDES des1 = new EncrypDES();// 使用默认密钥
 
			System.out.println("加密前的字符：" + msg1);
 
			System.out.println("加密后的字符：" + des1.encrypt(msg1));
 
			System.out.println("解密后的字符：" + des1.decrypt(des1.encrypt(msg1)));
			
			
			System.out.println("--------优美分隔符------");
 
			String msg2 = "/ydtf/ITSM/10.111.8.80_oracle";
			
			String key =  "2020@#$2020";
 
			EncrypDES des2 = new EncrypDES(key);// 自定义密钥
 
			System.out.println("加密前的字符：" + msg2);
 
			System.out.println("加密后的字符：" + des2.encrypt(msg2));
			//c170d8716c90266d
 
			System.out.println("解密后的字符：" + des2.decrypt(des2.encrypt(msg2)));
 
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
 
	}

总结与领悟

学习算法，不建议，一开始，就看复杂的二进制原理的与非或的复杂算法。应该由浅入深，如同买了一部新手机，不是首先看说明，而是先玩玩，不动了，再到说明上找答案！

如同上图的复杂底层原理图，很容易让初学者，望而生畏。

DES算法特点

分组加密算法：以64位为分组。64位明文输入，64位密文输出。
对称算法：加密和解密使用同一秘钥，有效秘钥长度为56位，秘钥通常表示为64位数，但每个第8位用作奇偶校验，可以忽略。
代替和置换：DES算法是两种加密技术的组合：混乱和扩散。先替代后置换。
易于实现：DES算法只是使用了标准的算术和逻辑运算，其作用的数最多也只有64 位，因此用70年代末期的硬件技术即可实现，算法的重复特性使得它可以非常理想地用在一个专用芯片中。

秘钥算法的特点

优点：

效率高，算法简单，系统开销小
适合加密大量数据
明文长度和密文长度相等

缺点：

需要以安全方式进行秘钥交换
秘钥管理复杂

EncrypDES的完整代码

以上常用java使用工具类EncrypDES的完整代码，如下：


package com.httic.dathro.dataMeta.utils;
import java.security.Key;
 
import javax.crypto.Cipher;
 
public class EncrypDES {
	
	// 字符串默认键值
	private static String strDefaultKey = "inventec2020@#$%^&";
 
	//加密工具 
	private Cipher encryptCipher = null;
 
	// 解密工具 
	private Cipher decryptCipher = null;
 
	/**
	 * 默认构造方法，使用默认密钥
	 */
	public EncrypDES() throws Exception {
		this(strDefaultKey);
	}
 
	/**
	 * 指定密钥构造方法
	 * @param strKey 指定的密钥
	 * @throws Exception
	 */
 
	public EncrypDES(String strKey) throws Exception {
 
		// Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		Key key = getKey(strKey.getBytes());
		encryptCipher = Cipher.getInstance("DES");
		encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		decryptCipher = Cipher.getInstance("DES");
		decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
	}
 
	/**
	 * 将byte数组转换为表示16进制值的字符串， 如：byte[]{8,18}转换为：0813，和public static byte[]
	 * 
	 * hexStr2ByteArr(String strIn) 互为可逆的转换过程
	 * 
	 * @param arrB 需要转换的byte数组
	 * @return 转换后的字符串
	 * @throws Exception  本方法不处理任何异常，所有异常全部抛出
	 */
	public static String byteArr2HexStr(byte[] arrB) throws Exception {
		int iLen = arrB.length;
		// 每个byte用2个字符才能表示，所以字符串的长度是数组长度的2倍
		StringBuffer sb = new StringBuffer(iLen * 2);
		for (int i = 0; i < iLen; i++) {
			int intTmp = arrB[i];
			// 把负数转换为正数
			while (intTmp < 0) {
				intTmp = intTmp + 256;
			}
			// 小于0F的数需要在前面补0
			if (intTmp < 16) {
				sb.append("0");
			}
			sb.append(Integer.toString(intTmp, 16));
		}
		return sb.toString();
	}
 
	/**
	 * 将表示16进制值的字符串转换为byte数组，和public static String byteArr2HexStr(byte[] arrB)
	 * 互为可逆的转换过程
	 * @param strIn 需要转换的字符串
	 * @return 转换后的byte数组
	 */
	public static byte[] hexStr2ByteArr(String strIn) throws Exception {
		byte[] arrB = strIn.getBytes();
		int iLen = arrB.length;
		// 两个字符表示一个字节，所以字节数组长度是字符串长度除以2
		byte[] arrOut = new byte[iLen / 2];
		for (int i = 0; i < iLen; i = i + 2) {
			String strTmp = new String(arrB, i, 2);
			arrOut[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(strTmp, 16);
		}
		return arrOut;
	}
 
	/**
	 * 
	 * 加密字节数组
	 * @param arrB 需加密的字节数组
	 * @return 加密后的字节数组
	 */
	public byte[] encrypt(byte[] arrB) throws Exception {
		return encryptCipher.doFinal(arrB);
	}
 
	/**
	 * 加密字符串
	 * @param strIn 需加密的字符串
	 * @return 加密后的字符串
	 */
	public String encrypt(String strIn) throws Exception {
		return byteArr2HexStr(encrypt(strIn.getBytes()));
	}
 
	/**
	 * 解密字节数组
	 * @param arrB 需解密的字节数组
	 * @return 解密后的字节数组
	 */
	public byte[] decrypt(byte[] arrB) throws Exception {
		return decryptCipher.doFinal(arrB);
	}
 
	/**
	 * 解密字符串
	 * @param strIn 需解密的字符串
	 * @return 解密后的字符串
	 */
	public String decrypt(String strIn) throws Exception {
		return new String(decrypt(hexStr2ByteArr(strIn)));
	}
 
	/**
	 * 从指定字符串生成密钥，密钥所需的字节数组长度为8位 不足8位时后面补0，超出8位只取前8位
	 * @param arrBTmp 构成该字符串的字节数组
	 * @return 生成的密钥
	 */
	private Key getKey(byte[] arrBTmp) throws Exception {
		// 创建一个空的8位字节数组（默认值为0）
		byte[] arrB = new byte[8];
		// 将原始字节数组转换为8位
		for (int i = 0; i < arrBTmp.length && i < arrB.length; i++) {
			arrB[i] = arrBTmp[i];
		}
		// 生成密钥
		Key key = new javax.crypto.spec.SecretKeySpec(arrB, "DES");
		return key;
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		try {
			String msg1 = "1";
 
			EncrypDES des1 = new EncrypDES();// 使用默认密钥
 
			System.out.println("加密前的字符：" + msg1);
 
			System.out.println("加密后的字符：" + des1.encrypt(msg1));
 
			System.out.println("解密后的字符：" + des1.decrypt(des1.encrypt(msg1)));
			
			
			System.out.println("--------优美分隔符------");
 
			String msg2 = "/ydtf/ITSM/10.111.8.80_oracle";
			
			String key =  "2020@#$2020";
 
			EncrypDES des2 = new EncrypDES(key);// 自定义密钥
 
			System.out.println("加密前的字符：" + msg2);
 
			System.out.println("加密后的字符：" + des2.encrypt(msg2));
			//c170d8716c90266d
 
			System.out.println("解密后的字符：" + des2.decrypt(des2.encrypt(msg2)));
 
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
 
	}
}

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