Java之DES加解密解析

雲水在掘金發表於2018-12-01
Java解密

  說明：上篇RSA是一種非對稱的加解密演算法，今天這種是一種對稱的加解密演算法DESDES演算法的入口引數有三個：Key、Data、Mode。其中Key為7個位元組共56位，是DES演算法的工作金鑰；Data為8個位元組64位，是要被加密或被解密的資料；Mode為DES的工作方式,有兩種:加密或解密。Java裡封裝了很多種對稱加密演算法的使用，這裡以DES為例。

一、什麼是對稱演算法

  對稱密碼演算法有時又叫傳統密碼演算法，就是加密金鑰能夠從解密金鑰中推算出來，反過來也成立。加密與解密互逆，在大多數對稱演算法中，加密解密金鑰是相同的。

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圖 1

優點：效率高（加/解密速度能達到數十兆/秒或更多），演算法簡單，系統開銷小，適合加密大量資料。 缺點：進行安全通訊前需要以安全方式進行金鑰交換，安全得不到有效保證，規模旁雜。

二、金鑰的機制

  DES金鑰初始化的長度是64位，而實際可用的位置是56位，因為DES演算法規定，第8、16、……64位是奇偶校驗位，不參與DES運算。

1、初始序化Key的長度

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圖 2

所以這裡最好不要去指定長度了，預設的就是56了。

2、如果指定的key超過64位有啥影響

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圖 3

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圖 4

  通過上面圖3、圖4對比可知（加密後序列一樣，大家可以直接把生成key序列16進位制打出來更直觀），初始的key序列超過8位元組64位，會自動擷取掉，後面多餘長度不參與key生成。

3、不同的加密序列加密後結果一樣

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圖 5

  參考圖3、圖5將位元組陣列中的18->19，發現加密後的序列完全一樣。啥原因呢？在上面已經提到過，DES實現中第8、16、32... 64位為校驗位，相當於只是用每個位元組中的前7位進行生成；將18、19轉化為二進位制為00010010 、00010011 然後去掉最後一位，可以發現前7位是一樣的。所以這樣解釋了為什麼有時候加密序列不同，加密後的內容卻是完全一樣。

三、完整的DEMO

   如果讓Base64具有加解密的功能，至少要一部分是變化的；這裡可以通過變化標準序列的方式；建議大家用到的時候，可以先看一下第3部分中標出那個類的原始碼（沒幾行程式碼）；這個變化的序列可以根據時間、根據UUID、根據一切可以變換的東西來生成，這裡是根據UUID來隨機生成序列。    1、生成隨機序列

package c.d.des;
import java.security.Key;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
public class DesTest {
	Cipher cipher = null;
	public DesTest() {
		init();
	}
	public void init() {
		try {
			KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES");
			keyGenerator.init(56);
			cipher = Cipher.getInstance("DES");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	// 二進位制轉換字串
	public static String bytesToHexString(byte[] src) {
		StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
		if (src == null || src.length <= 0) {
			return null;
		}
		for (int i = 0; i < src.length; i++) {
			int v = src[i] & 0xFF;
			String hv = Integer.toHexString(v);
			if (hv.length() < 2) {
				stringBuilder.append(0);
			}
			stringBuilder.append(hv);
		}
		return stringBuilder.toString();
	}
	// 獲取Key
	public Key getKey(byte[] passKey) {
		Key convertSecretKey = null;
		try {
			DESKeySpec deSedeKeySpec = new DESKeySpec(passKey);
			SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
			convertSecretKey = factory.generateSecret(deSedeKeySpec);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return convertSecretKey;
	}
	// 加密
	public byte[] encode(byte[] source, Key key) throws Exception {
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		byte[] encodeSource = cipher.doFinal(source);
		return encodeSource;
	}
	// 解密
	public String decode(byte[] encodeSource, Key key) throws Exception {
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
		byte[] decodeRes = cipher.doFinal(encodeSource);
		return new String(decodeRes, "UTF-8");
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		DesTest dt = new DesTest();
		byte[] passKey = new byte[] {11, 12, 13, 14, 15, 16, 17,18,19,20 };
		System.out.println(passKey.length);
		Key key = dt.getKey(passKey);
		String obj = "就先測試這句吧";
		System.out.println("加密前:" + obj);
		byte[] source = dt.encode(obj.getBytes("UTF-8"), key);
		System.out.println("加密後:" + bytesToHexString(source));
		String res = dt.decode(source, key);
		System.out.println("解密後:" + res);
		String s1 = "0815d22bf5ae0bdd9d37594cedd4be6c1fead86115544517";
		String s2 = "0815d22bf5ae0bdd9d37594cedd4be6c1fead86115544517";
		System.out.println(s1.equals(s2));
	}
}

複製程式碼

四、後續

   既然DES通過暴力一天便可破解，那麼3DES如何？大家可以自行研究一下，和DES類似。

持續更新中，可以關注........

javaview.jpg

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