Java 对称加密AES、DES的实现_aes java

1.AES、DES的介绍

1.1.AES介绍

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）的出现，是因为以前使用的DES算法密钥长度较短，已经不适应当今数据加密安全性的要求，因此2000年10月2日，美国政府宣布将比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen提出的密码算法RIJNDAEL作为高级加密标准。2001年11月26日，美国政府正式颁布AES为美国国家标准（编号为FIST PUBS 197）。这是密码史上的又一个重要事件。目前，AES已经被一些国际标准化组织，如OSO、IETF、IEEE 802.11等采纳，作为标准。

1.2.DES介绍

早先，为了满足对计算机数据安全性越来越高的需求，美国国家标准局（NBS）于1973年征用了IBM公司提交的一种加密算法，并经过一段时间的试用和征求意见，于1977年1月5日颁布，作为数据加密标准（Data Encryption Standard，DES），其设计目的是用于加密保护静态存储和传输信道中的数据。DES算法为密码体制中的对称密码体制，又称为美国数据加密标准。

2.AES与DES的区别与联系

AES和DES都是对称的块密码，AES是一个更复杂的版本，旨在纠正DES的缺点。

• 加密速度：AES加密速度较快，比DES加密速度更快。
• 加密安全性：AES加密安全性更高，更难被暴力破解。
• 密钥长度：AES支持128位、192位和256位密钥长度，而DES只支持64位密钥长度。
• 数据长度：AES可以加密和解密任意长度的数据，而DES只能加密64位的数据块。
• 实现方式：AES是面向密码学的（比较复杂的情况），而DES是基于密码学协议的（一般用于信息通讯加密，身份验证等比较简单的情况）。

总的来说，AES比DES更安全、更快速、支持更多的密钥长度和数据长度，并且更易于实现。因此，在实际应用中，更推荐使用AES加密算法。

3.JAVA实现代码

3.1.AES加密/解密实现

package com.gnss.common.utils;
 
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
 
/**
 * AES加密
 * @author Mr.Li
 * @date 2023-02-15
 */
public class AesUtils {
    /**
     * 密钥长度必须为16位
     */
    private static final String PASSWORD = "0123456789123456";
 
    private static final String ALGORITHM = "AES";
 
    private static final String TRANSFORMATION = "AES/ECB/PKCS5Padding";
    /**
     * AES加密字符串
     *
     * @param message 需要被加密的字符串
     * @return base64 密文
     */
    public static String encrypt(String message) throws Exception {
        if (message == null ){
            return null;
        }
        // AES专用密钥
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(PASSWORD.getBytes(), ALGORITHM);
        // 创建密码器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        byte[] byteContent = message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        // 初始化为加密模式的密码器
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        // 加密后的byte数据
        byte[] bytes = cipher.doFinal(byteContent);
        // 转base64
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }
 
    /**
     * AES加密字符串
     * @param message 待加密的字符串
     * @param key 密钥
     * @return base64 密文
     * @throws Exception
     */
    public static String encrypt(String message,String key)throws Exception {
        if (message == null ){
            return null;
        }
        // AES专用密钥
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        // 创建密码器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        byte[] byteContent = message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        // 初始化为加密模式的密码器
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        // 加密后的byte数据
        byte[] bytes = cipher.doFinal(byteContent);
        // 转base64
        return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
    }
 
    /**
     * 解密AES加密过的字符串
     *
     * @param encryptMessage  AES加密过过的内容
     * @return 明文
     */
    public static String decrypt(String encryptMessage)throws Exception {
        if (encryptMessage == null){
            return null;
        }
 
        byte[] decodeArray = Base64.getDecoder().decode(encryptMessage);
        // AES专用密钥
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(PASSWORD.getBytes(), ALGORITHM);
        // 创建密码器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        // 初始化为解密模式的密码器
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        // 明文数组
        byte[] bytes = cipher.doFinal(decodeArray);
        return new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
 
    /**
     * 解密AES加密过的字符串
     * @param encryptMessage 带解密的字符串
     * @param key 密钥
     * @return 解密后的字符串
     * @throws Exception
     */
    public static String decrypt(String encryptMessage,String key)throws Exception {
        if (encryptMessage == null){
            return null;
        }
 
        byte[] decodeArray = Base64.getDecoder().decode(encryptMessage);
        // AES专用密钥
        SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        // 创建密码器
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        // 初始化为解密模式的密码器
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        // 明文数组
        byte[] bytes = cipher.doFinal(decodeArray);
        return new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
}

3.2.DES加密/解密实现

package com.gnss.common.utils;
 
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import java.security.spec.KeySpec;
 
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 
/**
 * @author Mr.Li
 * @Description : 使用DES算法的加密、解密工具
 * @date 20230319
 */
@Slf4j
public class DesUtils {
    /**
     * 加密算是是des
     */
    private static final String ALGORITHM = "DES";
    /**
     * 转换格式
     */
    private static final String TRANSFORMATION = "DES/ECB/NoPadding";
 
    /**
     * 利用8个字节64位的key给src加密
     * @param src
     * @param key
     * @return
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] src, byte[] key) {
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
            KeySpec keySpec = new DESKeySpec(key);
            SecretKey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(keySpec);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
            byte[] enMsgBytes = cipher.doFinal(src);
            return enMsgBytes;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    /**
     * 利用8个字节64位的key给src解密
     * @param encryptBytes
     * @param key
     * @return
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] encryptBytes, byte[] key) {
        try {
            Cipher deCipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
            SecretKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
            KeySpec deKeySpec = new DESKeySpec(key);
            SecretKey deSecretKey = secretKeyFactory.generateSecret(deKeySpec);
            deCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deSecretKey);
            byte[] deMsgBytes = deCipher.doFinal(encryptBytes);
            return deMsgBytes;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}