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java中的数据加密

时间:2015-02-23 22:23:32      阅读:270      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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记录

一、java中的数据加密

  • Java提供的安全模型和API
  • 加密基础知识
  • 使用JAVA实现加密

二、Java提供的安全模型和API

 2.1、Java语言本身的安全性

  • 自动内存管理:对于生成的对象在生命周期结束后会自动销毁
  • 自动数组溢出检查等:如数组下标越界
  • 字节代码的验证机制:转化为class字节码文件运行
  • 独特的安全类加载:编译成class类后,加class类进行加载

2.2、Java加密体系

JCA和JCE两个重要框架

JCA:-JCA-java Cryptography Architecture

  • 数字签名
  • 信息摘要

JCE:JCE-Java Cryptography Extension

  • MD5(消息摘要算法)
  • SHA(安全散列算法)
  • DES(数据加密算法)

JCA与JCE都实现算法和实现的独立性,在JDK1.4以后已经捆绑发行,它们都通过provide框架提供加密服务,在使用时,不需要关心相映的算法只需要调用相应的类就行了

技术分享

其它的一些如图:

技术分享

 2.3、Java的认证和授权

  •  基于配置文件的认证和授权:

只需要配置配置文件,方便修改

应用场合,一般适用于B/S开发

安全控制粒度:一般只能到某个页面

  • 基于源码的认证和授权:

安全控件粒度:可以控制到某个类甚至方法

应用场合:C/S或者B/S开发均可

JAAS-Java Authentication and Authorization Service

 2.4、安全通信

  • SSL-Secure Socket Layer(安全套接层协议)
  • TLS-Transport Layer Security(安全传输协议)
  • Kerberos(一种网络认证协议)

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但一些网站仍然没有使用安全协议,是因为这些安全带来的代价就是造成性能的损耗

 2.5、PKI体系

PKI-Public Key Infrastructure

Java的PKI规范提供了管理key和证书的API

实现协议:

  • x.509(最常用)
  • CRL(证书撤销列表)
  • PKCS等

PKI的核心是数字证书

  • 提供Certifficate数字证书对象等

管理证书的工具:

  • keytool:用来生成证书
  • jarSigner:可用对当前的jar进行签名保证给指定的人来使用

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三、加密基础知识

 3.1、对称加密(私钥体系)

缺点:对称加密是可逆的

3.2、非对称加密(公钥体系)

特点:

  • 加密用公钥,解密用私钥
  • 安全性较高。加密/解密慢,适用于分布式网络
  • 典型应用:数字证书

典型算法:

  • RSA:RSA算法中,每个通信主体都有两个钥匙,一个公钥(Public Key)用来对数据进行加密; 一个私钥(Private Key)用来对数据进行解密
  • DSA:DSA-Digital Signature Algorithm

3.3、单向散列函数加密

  • h=H(m)返回长度为m的散列值h
  • 特点:加密快,不可逆,破解困难

典型算法:

  • MD5(128位,安全性不够高)碰撞法破解
  • SHA或者SHA1(160位)

四、使用JAVA实现加密

 4.1、MD5加密实现

技术分享

 

package com.pb;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Scanner;

/*
 * 验证MD5
 * 1.初始化MessageDigest信息摘要对象
 * 2.传入需要计算的字符串更新摘要信息
 * 3.计算信息摘要
 * 4.将byte[] 转换为找度为32位的16进制字符串
 */
public class MD5 {
    /*
     * 生成md5 有传入参数字符串
     */
    public void generateMD5(String input){
        
        try {
            //1.初始化MessageDigest信息摘要对象,并指定为MD5不分大小写都可以
            MessageDigest md=MessageDigest.getInstance("md5");
             //2.传入需要计算的字符串更新摘要信息,传入的为字节数组byte[],
            //将字符串转换为字节数组使用getBytes()方法完成
            //指定时其字符编码 为utf-8
            md.update(input.getBytes("utf-8"));
             //3.计算信息摘要digest()方法
            //返回值为字节数组
            byte [] hashCode=md.digest();
             //4.将byte[] 转换为找度为32位的16进制字符串
                //声明StringBuffer对象来存放最后的值
            StringBuffer sb=new StringBuffer();
            //遍历字节数组
            for(byte b:hashCode){
                //对数组内容转化为16进制,
                sb.append(Character.forDigit(b>>4&0xf, 16));
                //换2次为32位的16进制
                sb.append(Character.forDigit(b&0xf, 16));
            }
            System.out.println("加密后的结果是:"+sb.toString());
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //声明加密MD5类的对象
        MD5 md5=new MD5();
        //使用Scanner来输入一个字符
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入要加密的内容:");
        String input = scanner.nextLine();
        //调用加密方法
        md5.generateMD5(input);

    }
   
}

 结果:

请输入要加密的内容:
学习MD5加密过程
加密后的结果是:b826cdac46f01dcc8ccc60a76cebf858

 4.2、对称加密实现

技术分享

package demo.security;

import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import java.util.Scanner;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/*
 * AES对称加密
 */
public class SymmetricEncoder {
  /*
   * 加密
   * 1.构造密钥生成器
   * 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
   * 3.产生密钥
   * 4.创建和初始化密码器
   * 5.内容加密
   * 6.返回字符串
   */
    public static String AESEncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.构造密钥生成器,指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密码器,第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作,第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            //8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
            byte [] byte_encode=content.getBytes("utf-8");
            //9.根据密码器的初始化方式--加密:将数据加密
            byte [] byte_AES=cipher.doFinal(byte_encode);
          //10.将加密后的数据转换为字符串
            //这里用Base64Encoder中会找不到包
            //解决办法:
            //在项目的Build path中先移除JRE System Library,再添加库JRE System Library,重新编译后就一切正常了。
            String AES_encode=new String(new BASE64Encoder().encode(byte_AES));
          //11.将字符串返回
            return AES_encode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有错就返加nulll
        return null;         
    }
    /*
     * 解密
     * 解密过程:
     * 1.同加密1-4步
     * 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组
     * 3.将加密内容解密
     */
    public static String AESDncode(String encodeRules,String content){
        try {
            //1.构造密钥生成器,指定为AES算法,不区分大小写
            KeyGenerator keygen=KeyGenerator.getInstance("AES");
            //2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器
            //生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组
            keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));
              //3.产生原始对称密钥
            SecretKey original_key=keygen.generateKey();
              //4.获得原始对称密钥的字节数组
            byte [] raw=original_key.getEncoded();
            //5.根据字节数组生成AES密钥
            SecretKey key=new SecretKeySpec(raw, "AES");
              //6.根据指定算法AES自成密码器
            Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES");
              //7.初始化密码器,第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作,第二个参数为使用的KEY
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            //8.将加密并编码后的内容解码成字节数组
            byte [] byte_content= new BASE64Decoder().decodeBuffer(content);
            /*
             * 解密
             */
            byte [] byte_decode=cipher.doFinal(byte_content);
            String AES_decode=new String(byte_decode,"utf-8");
            return AES_decode;
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalBlockSizeException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (BadPaddingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //如果有错就返加nulll
        return null;         
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        SymmetricEncoder se=new SymmetricEncoder();
        Scanner scanner=new Scanner(System.in);
        /*
         * 加密
         */
        System.out.println("使用AES对称加密,请输入加密的规则");
        String encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("请输入要加密的内容:");
        String content = scanner.next();
        System.out.println("根据输入的规则"+encodeRules+"加密后的密文是:"+se.AESEncode(encodeRules, content));
       
        /*
         * 解密
         */
        System.out.println("使用AES对称解密,请输入加密的规则:(须与加密相同)");
         encodeRules=scanner.next();
        System.out.println("请输入要解密的内容(密文):");
         content = scanner.next();
        System.out.println("根据输入的规则"+encodeRules+"解密后的明文是:"+se.AESDncode(encodeRules, content));
    }

}

java中的数据加密

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原文地址:http://www.cnblogs.com/liunanjava/p/4297731.html

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