加密算法

时间：2017-02-06 21:01:41 阅读：388 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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基本需求及概念

随着Internet网的广泛应用，信息安全问题日益突出，以数据加密技术为核心的信息安全技术也得到了极大的发展。目前的数据加密技术根据加密密钥类型可分私钥加密（对称加密）系统和公钥加密（非对称加密）系统。

对称加密算法是较传统的加密体制，通信双方在加/解密过程中使用他们共享的单一密钥，鉴于其算法简单和加密速度快的优点，目前仍然是主流的密码体制之一。最常用的对称密码算法是数据加密标准（DES）算法，但是由于DES密钥长度较短，已经不适合当今分布式开放网络对数据加密安全性的要求。最后，一种新的基于Rijndael算法对称高级数据加密标准AES取代了数据加密标准DES。非对称加密由于加/解密钥不同（公钥加密，私钥解密），密钥管理简单，也得到广泛应用。RSA是非对称加密系统最著名的公钥密码算法

AES算法

美国国家标准和技术研究所（NIST）经过三轮候选算法筛选，从众多的分组密码中选中Rijndael算法作为高级加密标准（AES）。Rijndael密码是一个迭代型分组密码，分组长度和密码长度都是可变的，分组长度和密码长度可以独立的指定为128比特，192比特或者256比特。AES的加密算法的数据处理单位是字节，128位的比特信息被分成16个字节，按顺序复制到一个4*4的矩阵中，称为状态（state），AES的所有变换都是基于状态矩阵的变换。

用Nr表示对一个数据分组加密的轮数（加密轮数与密钥长度的关系如表1所示）。在轮函数的每一轮迭代中，包括四步变换，分别是字节代换运算(ByteSub())、行变换(ShiftRows())、列混合(MixColumns())以及轮密钥的添加变换AddRoundKey()[3]，其作用就是通过重复简单的非线形变换、混合函数变换，将字节代换运算产生的非线性扩散，达到充分的混合，在每轮迭代中引入不同的密钥，从而实现加密的有效性。

下面是三种不同类型的AES加密密钥分组大小与相应的加密轮数的对照表。加密开始时，输入分组的各字节按表2 的方式装入矩阵state中。如输入ABCDEFGHIJKLMNOP，则输入块影射到如表2的状态矩阵中。
表1：

AES类型密钥长度分组长度加密轮数
AES-128 4字 4字 10
AES-192 6字 4字 12
AES-256 8字 4字 14

A E I M
B F J N
C G K O
D H L P

1、字节代换运算(ByteSub())

字节代换运算是一个可逆的非线形字节代换操作，对分组中的每个字节进行，对字节的操作遵循一个代换表，即S盒。S盒由有限域 GF（28）上的乘法取逆和GF（2）上的仿射变换两步组成。
2、行变换ShiftRows()

行变换是一种线性变换，其目的就是使密码信息达到充分的混乱，提高非线形度。行变换对状态的每行以字节为单位进行循环右移，移动字节数根据行数来确定，第0行不发生偏移，第一行循环右移一个字节，第二行移两个，依次类推。
3、列混合变换MixColumns()

列变换就是从状态中取出一列，表示成多项式的形式后，用它乘以一个固定的多项式a(x)，然后将所得结果进行取模运算，模值为 x4+1。其中a(x)={03}x3+{02}x2+{01}x+{02},
这个多项式与x4+1互质，因此是可逆的。列混合变换的算术表达式为：s’(x)= a(x) s(x)，其中， s(x)表示状态的列多项式。
4、轮密钥的添加变换AddRoundKey()
在这个操作中，轮密钥被简单地异或到状态中，轮密钥根据密钥表获得，其长度等于数据块的长度Nb。
AES算法流程

对于发送方，它首先创建一个AES私钥，并用口令对这个私钥进行加密。然后把用口令加密后的AES密钥通过Internet发送到接收方。发送方解密这个私钥，并用此私钥加密明文得到密文，密文和加密后的AES密钥一起通过Internet发送到接收方。接收方收到后再用口令对加密密钥进行解密得到AES密钥，最后用解密后的密钥把收到的密文解密成明文。图7中是这个过程的实现流程。
AES算法流程

技术分享

RSA算法

RSA算法基本原理及流程

RSA是在1977年发明RSA密码系统的三个人的名字的首字母的缩写，他们是：Ron Rivest、Adi Shamir和Leonard Adleman。它是第一个公钥加密算法，在很多密码协议中都有应用，如SSL和S/MIME。RSA算法是基于大质数的因数分解的公匙体系。简单的讲，就是两个很大的质数，一个作为公钥，另一个作为私钥，如用其中一个加密，则用另一个解密。密钥长度从40到2048位可变，密钥越长，加密效果越好，但加密解密的开销也大。RSA算法可简单描述如下：

<code class=" hljs handlebars">公开密钥：n=pq，（p，q为两个不同的很大的质数，p和q必须保密）
将(p-1)和(q-1)相乘得到φ(n)
选择一个整数e (1<e<φ(n))与φ(n)互质 秘密密钥：d="e-1modφ(n)，即计算一个数字d，使得它满足公式" de="1" modφ(n)="" 加密：c="mc(mod" n)="" 解密：m="cd(mod" n)，m为明文，c为密文。<="" code=""></e<φ(n))与φ(n)互质></code>

RSA算法实现流程

首先，接收方创建RSA密匙对，即一个公钥和一个私钥，公钥被发送到发送方,私钥则被保存在接收方。发送方在接收到这个公钥后,用该公钥对明文进行加密得到密文，然后把密文通过网络传输给接收方。接收方在收到它们后，用RSA私钥对收到的密文进行解密，最后得到明文下面是整个过程的实现流程。

技术分享

AES与RSA相结合数据加密方案<喎?"/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"/uploadfile/Collfiles/20160419/20160419090501104.png" alt="这里写图片描述" title="\">

分享github上一个demon https://github.com/wustrive2008/aes-rsa-java

下面进入代码实战。

<一>. MD5加密算法：
消息摘要算法第五版(Message Digest Algorithm)，是一种单向加密算法，只能加密、无法解密。然而MD5加密算法已经被中国山东大学王小云教授成功破译哭，但是在安全性要求不高的场景下，MD5加密算法仍然具有应用价值。
1. 创建md5对象：

MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(“md5”);
2. 进行加密操作：
byte[] cipherData = md5.digest(plainText.getBytes());

将其中的每个字节转成十六进制字符串：byte类型的数据最高位是符号位，通过和0xff进行与操作，转换为int类型的正整数。 Java代码 String toHexStr = Integer.toHexString(cipher & 0xff); 如果该正数小于16(长度为1个字符)，前面拼接0占位：确保最后生成的是32位字符串。 Java代码 builder.append(toHexStr.length() == 1 ? “0” + toHexStr : toHexStr); 加密转换之后的字符串为：c0bb4f54f1d8b14caf6fe1069e5f93ad 完整的MD5算法应用如下所示：

<code class=" hljs java">Java代码 
/** 
 * 功能简述: 测试MD5单向加密. 
 * @throws Exception 
 */ 
@Test 
public void test01() throws Exception {  
    String plainText = "Hello , world !";  
    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("md5");  
    byte[] cipherData = md5.digest(plainText.getBytes());  
    StringBuilder builder = new StringBuilder();  
    for(byte cipher : cipherData) {  
        String toHexStr = Integer.toHexString(cipher & 0xff);  
        builder.append(toHexStr.length() == 1 ? "0" + toHexStr : toHexStr);  
    }  
    System.out.println(builder.toString());  
    //c0bb4f54f1d8b14caf6fe1069e5f93ad  
}  </code>

<二>. 使用BASE64进行加密/解密：
使用BASE64算法通常用作对二进制数据进行加密，加密之后的数据不易被肉眼识别。严格来说，经过BASE64加密的数据其实没有安全性可言保密，因为它的加密解密算法都是公开的，典型的防菜鸟不防程序猿的呀。经过标准的BASE64算法加密后的数据，通常包含/、+、=等特殊符号，不适合作为url参数传递，幸运的是Apache的Commons Codec模块提供了对BASE64的进一步封装。 (参见最后一部分的说明)
1. 使用BASE64加密：
Java代码
BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
String cipherText = encoder.encode(plainText.getBytes());
2. 使用BASE64解密：
Java代码
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
plainText = new String(decoder.decodeBuffer(cipherText));
3. 完整代码示例：
Java代码

<code class=" hljs java">/** 
 * 功能简述: 使用BASE64进行双向加密/解密. 
 * @throws Exception 
 */ 
@Test 
public void test02() throws Exception {  
    BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();  
    BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();  
    String plainText = "Hello , world !";  
    String cipherText = encoder.encode(plainText.getBytes());  
    System.out.println("cipherText : " + cipherText);  
    //cipherText : SGVsbG8gLCB3b3JsZCAh  
    System.out.println("plainText : " +   
        new String(decoder.decodeBuffer(cipherText)));  
    //plainText : Hello , world !</code>

<三>. 使用DES对称加密/解密：
数据加密标准算法(Data Encryption Standard)，和BASE64最明显的区别就是有一个工作密钥，该密钥既用于加密、也用于解密，并且要求密钥是一个长度至少大于8位的字符串。使用DES加密、解密的核心是确保工作密钥的安全性。叫
1. 根据key生成密钥：
Java代码

<code class=" hljs avrasm">DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());  
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("des");  
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(keySpec);  </code>

加密操作： Java代码

<code class=" hljs avrasm">Cipher cipher = Cipher.getInstance("des");  
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, new SecureRandom());  
byte[] cipherData = cipher.doFinal(plainText.getBytes());  </code>

为了便于观察生成的加密数据，使用BASE64再次加密：

1	`<code` `class=" hljs javascript">String cipherText =` `new` `BASE64Encoder().encode(cipherData); </code>`

1 2	`<code> 生成密文如下：PtRYi3sp7TOR69UrKEIicA==` `</code>`

4. 解密操作：
Java代码

<code class=" hljs vbnet">cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new SecureRandom());  
byte[] plainData = cipher.doFinal(cipherData);  
String plainText = new String(plainData);  </code>

完整的代码demo： Java代码

<code class=" hljs java">/** 
 * 功能简述: 使用DES对称加密/解密. 
 * http://hello-nick-xu.iteye.com/blog/2103781
 * @throws Exception 
 */ 
@Test 
public void test03() throws Exception {  
    String plainText = "Hello , world !";  
    String key = "12345678";    //要求key至少长度为8个字符  
 
    SecureRandom random = new SecureRandom();  
    DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());  
    SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("des");  
    SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(keySpec);  
 
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("des");  
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, random);  
    byte[] cipherData = cipher.doFinal(plainText.getBytes());  
    System.out.println("cipherText : " + new BASE64Encoder().encode(cipherData));  
    //PtRYi3sp7TOR69UrKEIicA==  
 
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, random);  
    byte[] plainData = cipher.doFinal(cipherData);  
    System.out.println("plainText : " + new String(plainData));  
    //Hello , world !  
}  </code>

<四>. 使用RSA非对称加密/解密：
RSA算法是非对称加密算法的典型代表，既能加密、又能解密。和对称加密算法比如DES的明显区别在于用于加密、解密的密钥是不同的。使用RSA算法，只要密钥足够长(一般要求1024bit)，加密的信息是不能被破解的。天真用户通过https协议访问服务器时，就是使用非对称加密算法进行数据的加密、解密操作的。
服务器发送数据给客户端时使用私钥（private key）进行加密，并且使用加密之后的数据和私钥生成数字签名（digital signature）并发送给客户端。客户端接收到服务器发送的数据会使用公钥（public key）对数据来进行解密，并且根据加密数据和公钥验证数字签名的有效性，防止加密数据在传输过程中被第三方进行了修改。
客户端发送数据给服务器时使用公钥进行加密，服务器接收到加密数据之后使用私钥进行解密。
1. 创建密钥对KeyPair：
Java代码

<code class=" hljs avrasm">KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("rsa");  
keyPairGenerator.initialize(1024);  //密钥长度推荐为1024位.  
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();  </code>

获取公钥/私钥： Java代码

1 2	`<code` `class=" hljs avrasm">PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();` `PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate(); </code>`

服务器数据使用私钥加密： Java代码

<code class=" hljs avrasm">Cipher cipher = Cipher.getInstance("rsa");  
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey, new SecureRandom());  
byte[] cipherData = cipher.doFinal(plainText.getBytes());  </code>

用户使用公钥解密： Java代码

1 2	`<code` `class=" hljs avrasm">cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey,` `new` `SecureRandom());` `byte[] plainData = cipher.doFinal(cipherData); </code>`

服务器根据私钥和加密数据生成数字签名： Java代码

<code class=" hljs avrasm">Signature signature  = Signature.getInstance("MD5withRSA");  
signature.initSign(privateKey);  
signature.update(cipherData);  
byte[] signData = signature.sign();  </code>

用户根据公钥、加密数据验证数据是否被修改过： Java代码

<code class=" hljs avrasm">signature.initVerify(publicKey);  
signature.update(cipherData);  
boolean status = signature.verify(signData);  </code>

RSA算法代码demo

<code class=" hljs java">Java代码 
/** 
 * 功能简述: 使用RSA非对称加密/解密. 
 * @throws Exception 
 */ 
@Test 
public void test04() throws Exception {  
    String plainText = "Hello , world !";  
 
    KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("rsa");  
    keyPairGenerator.initialize(1024);  
    KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();  
 
    PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();  
    PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();  
 
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("rsa");  
    SecureRandom random = new SecureRandom();  
 
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey, random);  
    byte[] cipherData = cipher.doFinal(plainText.getBytes());  
    System.out.println("cipherText : " + new BASE64Encoder().encode(cipherData));  
    //gDsJxZM98U2GzHUtUTyZ/Ir/NXqRWKUJkl6olrLYCZHY3RnlF3olkWPZ35Dwz9BMRqaTL3oPuyVq  
    //sehvHExxj9RyrWpIYnYLBSURB1KVUSLMsd/ONFOD0fnJoGtIk+T/+3yybVL8M+RI+HzbE/jdYa/+  
    //yQ+vHwHqXhuzZ/N8iNg=  
 
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey, random);  
    byte[] plainData = cipher.doFinal(cipherData);  
    System.out.println("plainText : " + new String(plainData));  
    //Hello , world !  
 
    Signature signature  = Signature.getInstance("MD5withRSA");  
    signature.initSign(privateKey);  
    signature.update(cipherData);  
    byte[] signData = signature.sign();  
    System.out.println("signature : " + new BASE64Encoder().encode(signData));  
    //ADfoeKQn6eEHgLF8ETMXan3TfFO03R5u+cQEWtAQ2lRblLZw1DpzTlJJt1RXjU451I84v3297LhR  
    //co64p6Sq3kVt84wnRsQw5mucZnY+jRZNdXpcbwh2qsh8287NM2hxWqp4OOCf/+vKKXZ3pbJMNT/4  
    ///t9ewo+KYCWKOgvu5QQ=  
 
    signature.initVerify(publicKey);  
    signature.update(cipherData);  
    boolean status = signature.verify(signData);  
    System.out.println("status : " + status);  
    //true  
}  </code>

下面给出工具类

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<code class=" hljs java">package com.excelsoft.common.crypto;  
 
import java.io.IOException;  
import java.security.Key;  
import java.security.KeyPair;  
import java.security.KeyPairGenerator;  
import java.security.MessageDigest;  
import java.security.NoSuchAlgorithmException;  
import java.security.PrivateKey;  
import java.security.PublicKey;  
import java.security.SecureRandom;  
import java.security.Signature;  
 
import javax.crypto.Cipher;  
import javax.crypto.SecretKey;  
import javax.crypto.SecretKeyFactory;  
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
 
import org.apache.commons.logging.Log;  
import org.apache.commons.logging.LogFactory;  
 
import sun.misc.BASE64Decoder;  
import sun.misc.BASE64Encoder;  
 
/** 
 * 功能简述: 加密解密工具类，对MD5/BASE64/DES/RSA等算法提供了包装. 
 * @author Nick Xu 
 * @version 1.0 
 */ 
public class EncryptUtil {  
    private static Log logger = LogFactory.getLog(EncryptUtil.class);  
 
    private static final int KEY_SIZE = 1024;  
    private static final String  MD5_ALGORITHM= "md5";  
    private static final String  DES_ALGORITHM= "des";  
    private static final String  RSA_ALGORITHM= "rsa";  
    private static final String  SIGNATURE_ALGORITHM= "MD5withRSA";  
 
    private static MessageDigest md5;  
    private static BASE64Encoder encoder;  
    private static BASE64Decoder decoder;  
    private static SecureRandom random;  
    private static KeyPair keyPair;  
 
    private EncryptUtil() {  
    }  
 
    static {  
        try {  
            md5 = MessageDigest.getInstance(MD5_ALGORITHM);  
 
            KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA_ALGORITHM);  
            keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);  
            keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();  
        }  
        catch (NoSuchAlgorithmException e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);  
        }  
        encoder = new BASE64Encoder();  
        decoder = new BASE64Decoder();  
        random = new SecureRandom();  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用md5进行单向加密. 
     */ 
    public static String encryptMD5(String plainText) {  
        byte[] cipherData = md5.digest(plainText.getBytes());  
        StringBuilder builder = new StringBuilder();  
        for(byte cipher : cipherData) {  
            String toHexStr = Integer.toHexString(cipher & 0xff);  
            builder.append(toHexStr.length() == 1 ? "0" + toHexStr : toHexStr);  
        }  
        return builder.toString();  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用BASE64进行加密. 
     * @param plainData 明文数据 
     * @return 加密之后的文本内容 
     */ 
    public static String encryptBASE64(byte[] plainData) {  
        return encoder.encode(plainData);  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用BASE64进行解密. 
     * @param cipherText 密文文本 
     * @return 解密之后的数据 
     */ 
    public static byte[] decryptBASE64(String cipherText) {  
        byte[] plainData = null;  
        try {  
            plainData =  decoder.decodeBuffer(cipherText);  
        }  
        catch (IOException e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);  
        }  
        return plainData;  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用DES算法进行加密. 
     * @param plainData 明文数据 
     * @param key   加密密钥 
     * @return   
     */ 
    public static byte[] encryptDES(byte[] plainData, String key) {  
        return processCipher(plainData, createSecretKey(key), Cipher.ENCRYPT_MODE, DES_ALGORITHM);  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用DES算法进行解密. 
     * @param cipherData    密文数据 
     * @param key   解密密钥 
     * @return 
     */ 
    public static byte[] decryptDES(byte[] cipherData, String key) {  
        return processCipher(cipherData, createSecretKey(key), Cipher.DECRYPT_MODE, DES_ALGORITHM);  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 根据key创建密钥SecretKey. 
     * @param key  
     * @return 
     */ 
    private static SecretKey createSecretKey(String key) {  
        SecretKey secretKey = null;  
        try {  
            DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());  
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_ALGORITHM);  
            secretKey = keyFactory.generateSecret(keySpec);  
        }  
        catch (Exception e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);  
        }  
        return secretKey;  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 加密/解密处理流程. 
     * @param processData   待处理的数据 
     * @param key   提供的密钥 
     * @param opsMode   工作模式 
     * @param algorithm   使用的算法 
     * @return   
     */ 
    private static byte[] processCipher(byte[] processData, Key key, int opsMode, String algorithm) {  
        try{   
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);  
            cipher.init(opsMode, key, random);  
            return cipher.doFinal(processData);  
        }  
        catch (Exception e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);  
        }  
        return null;  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 创建私钥，用于RSA非对称加密. 
     * @return 
     */ 
    public static PrivateKey createPrivateKey() {  
        return keyPair.getPrivate();  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 创建公钥，用于RSA非对称加密. 
     * @return 
     */ 
    public static PublicKey createPublicKey() {  
        return keyPair.getPublic();  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用RSA算法加密. 
     * @param plainData 明文数据 
     * @param key   密钥 
     * @return 
     */ 
    public static byte[] encryptRSA(byte[] plainData, Key key) {  
        return processCipher(plainData, key, Cipher.ENCRYPT_MODE, RSA_ALGORITHM);  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用RSA算法解密. 
     * @param cipherData    密文数据 
     * @param key   密钥 
     * @return 
     */ 
    public static byte[] decryptRSA(byte[] cipherData, Key key) {  
        return processCipher(cipherData, key, Cipher.DECRYPT_MODE, RSA_ALGORITHM);  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用私钥对加密数据创建数字签名. 
     * @param cipherData     已经加密过的数据 
     * @param privateKey    私钥 
     * @return 
     */ 
    public static byte[] createSignature(byte[] cipherData, PrivateKey privateKey) {  
        try {  
            Signature signature  = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);  
            signature.initSign(privateKey);  
            signature.update(cipherData);  
            return signature.sign();  
        }  
        catch (Exception e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);   
        }  
        return null;  
    }  
 
    /** 
     * 功能简述: 使用公钥对数字签名进行验证. 
     * @param signData  数字签名 
     * @param publicKey 公钥 
     * @return 
     */ 
    public static boolean verifySignature(byte[] cipherData, byte[] signData, PublicKey publicKey) {  
        try {  
            Signature signature  = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);  
            signature.initVerify(publicKey);  
            signature.update(cipherData);  
            return signature.verify(signData);  
        }  
        catch (Exception e) {  
            // Exception handler  
            logger.error(e);  
        }  
        return false;  
    }  
}  </code>

加密算法

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