Java 加密解密之对称加密算法PBE

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Java 加密解密之对称加密算法PBE

Java 加密解密之对称加密算法PBE

PBE是一种基于口令的加密算法，使用口令代替其他对称加密算法中的密钥，其特点在于口令由用户自己掌管，不借助任何物理媒体；采用随机数（这里我们叫做盐）杂凑多重加密等方法保证数据的安全性。

PBE算法是对称加密算法的综合算法，常见算法PBEWithMD5AndDES,使用MD5和DES算法构建了PBE算法。将盐附加在口令上，通过消息摘要算法经过迭代获得构建密钥的基本材料，构建密钥后使用对称加密算法进行加密解密。

JDK对PBE算法的支持

算法/密钥长度/默认密钥长度：

1.PBEWithMD5AndDES/56/56
2.PBEWithMD5AndTripleDES/112,168/168
3.PBEWithSHA1AndDESede/112,168/168
4.PBEWithSHA1AndRC2_40/40 to 1024/128

工作模式：CBC
填充方式：PKCS5Padding

工作模式和填充方式请参考：      JAVA加密解密基础

十六进制工具类Hex.java，见：java byte数组与十六进制字符串互转

PBE加密解密的java实现：
PBECoder.java

jave代码：

import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.PBEKeySpec;
import javax.crypto.spec.PBEParameterSpec;
/**
 * PBE Coder<br/>
 * Algorithm/secret key length/default secret key length/<br/>
 * 1.PBEWithMD5AndDES/56/56
 * 2.PBEWithMD5AndTripleDES/112,168/168
 * 3.PBEWithSHA1AndDESede/112,168/168
 * 4.PBEWithSHA1AndRC2_40/40 to 1024/128
 * mode:    CBC <br/>
 * padding: PKCS5Padding
 * @author Aub
 *
 */
publicclass PBECoder {
publicstaticfinal String ALGORITHM = "PBEWITHMD5andDES";
publicstaticfinalint ITERATION_COUNT = 100;
/**
     * 初始盐<br/>
     * 盐的长度必须为8位
     * @return byte[] 盐
     * @throws Exception
     */
publicstaticbyte[] initSalt() throws Exception{
//实例化安全随机数
        SecureRandom random = new SecureRandom();
//产出盐
return random.generateSeed(8);
    }
/**
     * 转换密钥
     *
     * @param password  密码
     * @return Key 密钥
     */
privatestatic Key toKey(String password) throws Exception{
//密钥材料
        PBEKeySpec keySpec = new PBEKeySpec(password.toCharArray());
//实例化
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
//生成密钥
return keyFactory.generateSecret(keySpec);
    }
/**
     * 加密
     *
     * @param data  待加密数据
     * @param key   密钥
     * @param salt  盐
     * @return byte[]   加密数据
     * @throws Exception
     */
publicstaticbyte[] encrypt(byte[] data,String password,byte[] salt) throws Exception{
//转换密钥
        Key key = toKey(password);
//实例化PBE参数材料
        PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATION_COUNT);
//实例化
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, paramSpec);
//执行操作
return cipher.doFinal(data);
    }
/**
     * 解密
     *
     * @param data  待机密数据
     * @param key   密钥
     * @param salt  盐
     * @return byte[]   解密数据
     * @throws Exception
     */
publicstaticbyte[] decrypt(byte[] data,String password,byte[] salt)throws Exception{
//转换密钥
        Key key = toKey(password);
//实例化PBE参数材料
        PBEParameterSpec paramSpec = new PBEParameterSpec(salt, ITERATION_COUNT);
//实例化
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
//初始化
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, paramSpec);
//执行操作
return cipher.doFinal(data);
    }
privatestatic String  showByteArray(byte[] data){
if(null == data){
returnnull;
        }
        StringBuilder sb = new StringBuilder("{");
for(byte b:data){
            sb.append(b).append(",");
        }
        sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
        sb.append("}");
return sb.toString();
    }
publicstaticvoid main(String[] args) throws Exception {
byte[] salt = initSalt();
        System.out.println("salt："+showByteArray(salt));
//这里的password需要时ASCII码，不然会报异常
        String password = "1111";
        System.out.println("口令："+password);
        String data ="PBE数据";
        System.out.println("加密前数据: string:"+data);
        System.out.println("加密前数据: byte[]:"+showByteArray(data.getBytes()));
        System.out.println();
byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), password,salt);
        System.out.println("加密后数据: byte[]:"+showByteArray(encryptData));
        System.out.println("加密后数据: hexStr:"+Hex.encodeHexStr(encryptData));
        System.out.println();
byte[] decryptData = decrypt(encryptData, password,salt);
        System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));
        System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));
    }
}

参考《java加密与解密的艺术》