使用Java加密與解密實現步驟

什麼是密碼分析？
破解密文的藝術和科學被稱為密碼分析。密碼分析是密碼學的姊妹分支，它們共存。加密過程產生用於傳輸或儲存的密文。它涉及對密碼機制的研究，旨在破解它們。密碼分析也用於新密碼技術的設計以測試其安全強度。

密碼學原語
密碼學原語只不過是密碼學中的工具和技術，可以有選擇地用於提供一組所需的安全服務 -

• 加密
• 雜湊函式
• 訊息驗證碼 (MAC)
• 數字簽名

Java中的密碼學
Java Cryptography Architecture (JCA) 是一組 API，用於實現現代密碼學的概念，例如數字簽名、訊息摘要、證照、加密、金鑰生成和管理、安全隨機數生成等。使用 JCA 開發人員可以透過以下方式構建他們的應用程式將安全性融入其中。要在您的應用程式中整合安全性，而不是依賴於複雜的安全演算法，您可以輕鬆呼叫 JCA 中提供的相應 API 來獲取所需的服務。

Java Cryptography - 加密和解密資料
您可以使用 javax.crypto 包的 Cipher 類對資料進行加密和解密。按照下面給出的步驟使用 Java 解密給定的資料。

第 1 步：建立 KeyPairGenerator 物件
KeyPairGenerator 類提供 getInstance() 方法，該方法接受表示所需金鑰生成演算法的字串變數並返回生成金鑰的 KeyPairGenerator 物件。

使用 getInstance() 方法建立 KeyPairGenerator 物件，如下所示。

//建立 KeyPair 生成器物件
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");

步驟 2：初始化 KeyPairGenerator 物件
KeyPairGenerator 類提供了一個名為 initialize() 的方法，該方法用於初始化金鑰對生成器。此方法接受一個表示金鑰大小的整數值。

使用 initialize() 方法初始化上一步建立的 KeyPairGenerator 物件，如下所示。

//初始化KeyPairGenerator
 keyPairGen.initialize(2048);

第 3 步：生成 KeyPairGenerator
您可以使用 KeyPairGenerator 類的 generateKeyPair() 方法生成 KeyPair。使用此方法生成金鑰對，如下所示。

//生成金鑰對
KeyPair pair = keyPairGen.generateKeyPair();

第四步：獲取公鑰
您可以使用 getPublic() 方法從生成的 KeyPair 物件中獲取公鑰，如下所示。

//從金鑰對中獲取
PublicKey PublicKey publicKey = pair.getPublic();

第 5 步：建立一個 Cipher 物件
Cipher 類的 getInstance() 方法接受一個表示所需轉換的字串變數，並返回一個實現給定轉換的 Cipher 物件。

使用 getInstance() 方法建立 Cipher 物件，如下所示。

//建立一個 Cipher 物件
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");

第 6 步：初始化 Cipher 物件

Cipher 類的 init() 方法接受兩個引數

• 表示操作模式的整數引數（加密/解密）
• 表示公鑰的金鑰物件

//初始化一個Cipher物件
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

第 7 步：將資料新增到 Cipher 物件
Cipher 類的 update() 方法接受一個表示要加密的資料的位元組陣列，並使用給定的資料更新當前物件。

透過將資料以位元組陣列的形式傳遞給 update() 方法來更新初始化的 Cipher 物件，如下所示。

//向密碼中新增資料
byte[] input = "Hello there, this is group 01".getBytes(); 
cipher.update（輸入）；

第 8 步：加密資料
Cipher 類的 doFinal() 方法完成了加密操作。因此，使用該方法完成加密，如下所示。

//加密資料
byte[] cipherText = cipher.doFinal();

第 9 步：初始化 Cipher 物件以進行解密
要解密在前面的步驟中加密的密碼，您需要對其進行初始化以進行解密。

因此，透過傳遞引數 Cipher.DECRYPT_MODE 和 PrivateKey 物件來初始化密碼物件，如下所示。

//為解密初始化相同的密碼
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pair.getPrivate());

第 10 步：解密資料
最後，使用 doFinal() 方法解密加密文字，如下所示。

//解密文字
byte[] decipheredText = cipher.doFinal(cipherText);

非對稱密碼學的優缺點是什麼
非對稱加密的好處包括：

• 由於不需要交換金鑰，因此消除了金鑰分配問題。
• 由於不必將私鑰傳輸或透露給任何人，因此安全性得到了提高。
• 啟用了數字簽名的使用，以便收件人可以驗證訊息是否來自特定的發件人。
• 它允許不可否認性，因此發件人不能拒絕傳送訊息。
• 非對稱密碼學的缺點包括：

• 如果一個人丟失了他的私鑰，他就無法解密他收到的訊息。
• 因為公鑰沒有經過身份驗證，所以沒有人可以確保公鑰屬於指定的人。因此，使用者必須驗證他們的公鑰是否屬於他們。
• 如果惡意行為者識別出一個人的私鑰，攻擊者就可以讀取該人的訊息。

常見的安全挑戰
管理金鑰是一個熱門問題，尤其是在處理資料訪問許可權、外包的法律後果以及如何降低風險時。我們聽到的常見問題：我如何保護我的公司？我們已經遷移到雲端，但誰是資料的實際所有者？我在雲中有哪些保護措施？如果我擁有我的所有資訊，包括我在某個雲提供商中的加密金鑰，並且他們被傳喚，會發生什麼？如果我的組織被傳喚，資料會怎樣？

其他雲和安全考慮因素是單源雲提供商或多雲；資料如何移動；以及組織如何在保持資料安全的同時保持對資料的控制。

歸根結底，組織希望提高其資料安全性。直到最近，許多組織一直在對其金鑰管理採取極簡主義的方法。隨著組織的發展，許多人發現構建他們的加密架構來管理 PKI、身份管理和靜態資料具有挑戰性。他們必須改掉一些壞習慣，特別是在金鑰和證照管理方面，既要為今天而建，也要為明天做計劃。