Java中Blowfish加密演算法實現

Blowfish河豚是Bruce Schneier於 1993 年提出的一種對稱金鑰分組密碼，旨在克服 DES 等現有加密方法的限制。它提供了一種更快、免版稅的解決方案，具有可定製的金鑰長度。本文將探討如何利用 Blowfish 加密在 Java 應用程式中進行安全資料加密和解密。

Blowfish 河豚如何工作？
Blowfish 在 64 位明文塊上執行，並採用可變長度金鑰（範圍從 32 到 448 位）。該演算法由兩個主要階段組成：金鑰擴充套件和資料加密。

金鑰擴充套件：Blowfish 首先使用Feistel 網路的修改形式將金鑰擴充套件為一系列子金鑰，Feistel 網路是分組密碼設計中廣泛使用的結構。在此過程中，金鑰位會影響子金鑰的生成，確保即使金鑰中的微小變化也會產生截然不同的子金鑰。
資料加密：一旦生成子金鑰，Blowfish 就會利用模加、異或運算和替換網路來加密明文。明文被分為兩個 32 位塊，它們經歷一系列稱為輪的迭代。每輪都涉及使用子金鑰對兩個資料塊進行操作。

Blowfish河豚的主要特點

塊密碼： Blowfish 對 64 位塊中的資料進行操作，類似於 DES。
Symmetric-Key：加密和解密使用相同的金鑰。
可變金鑰長度： Blowfish 的一個關鍵優勢是它能夠處理從 32 位到 448 位的金鑰，為不同的安全需求提供靈活性。
快速且免費： Blowfish 不受專利限制，比 DES 具有速度優勢，並且可以免費使用。

用Java程式碼實現Blowfish演算法
下面是一個簡單的 Java 程式碼片段，說明了 Blowfish 加密和解密演算法的實現。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
 
public class BlowfishEncryption {
 
    private static final String ALGORITHM = <font>"Blowfish";
 
    public static byte[] encrypt(String key, String data) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        return cipher.doFinal(data.getBytes());
    }
 
    public static String decrypt(String key, byte[] encryptedData) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(encryptedData);
        return new String(decryptedData);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String key = "Javacodegeeks";
            String data = "Hello, world!";
 
            // Encrypt data<i>
            byte[] encryptedData = BlowfishEncryption.encrypt(key, data);
            System.out.println("Encrypted data: " + new String(encryptedData));
 
            // Decrypt data<i>
            String decryptedData = BlowfishEncryption.decrypt(key, encryptedData);
            System.out.println("Decrypted data: " + decryptedData);
        } catch (Exception e) {
        }
    }
}

解釋：

我們首先從 javax.crypto 包中匯入 javax.crypto.Cipher，它提供了加密功能。我們還匯入了 javax.crypto.spec.SecretKeySpec 類，它表示秘鑰。
private static final String ALGORITHM = "Blowfish" 定義了所使用的加密演算法，在本例中為 Blowfish。
public static byte[] encrypt(String key, String data)：該方法將金鑰和資料作為輸入，並以位元組陣列的形式返回加密資料。它使用提供的金鑰和演算法建立 SecretKeySpec 物件，並使用提供的演算法和金鑰初始化加密模式的 Cipher 物件。資料使用 Cipher 物件的 doFinal 方法加密，並以位元組陣列形式返回。
public static String decrypt(String key, byte[] encryptedData)：該方法將金鑰和加密資料作為輸入，並以字串形式返回解密資料。該方法的過程與加密方法類似，但初始化密碼物件為解密模式。加密資料使用 Cipher 物件的 doFinal 方法進行解密，並以字串形式返回。

Blowfish 加密：優點與缺點

Blowfish 加密的優點

速度： Blowfish 以其快速的加密和解密過程而聞名，使其適合需要實時資料保護的應用程式。
靈活性：其可變的金鑰長度允許使用者根據自己的需要調整安全級別，平衡效能和保護。
穩健性： Blowfish 經受住了廣泛的密碼分析，沒有發現任何重大漏洞，確保了可靠的資料安全。
公開可用性：免費提供給公眾使用可以促進透明度和廣泛採用，鼓勵同行評審和審查。

Blowfish 加密的缺點

金鑰管理： Blowfish 的安全性在很大程度上依賴於有效的金鑰管理實踐。較弱或受損的金鑰可能會破壞加密的有效性。
塊大小限制： Blowfish 在固定大小的塊上執行，這在加密大型檔案或資料流時可能會帶來挑戰。可能需要額外的技術來解決此限制。
過時的可能性：雖然目前是安全的，但技術進步和不斷髮展的加密標準可能最終使 Blowfish 過時，從而需要遷移到更新的加密演算法。
缺乏標準化：與某些加密標準不同，Blowfish 缺乏廣泛的標準化，這可能會影響其在某些環境中的互操作性和相容性。

Java中Blowfish加密演算法實現

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