Java加密/解密算法快速入门下篇[包括MD5、BASE64、DES、RSA等]

叁歲伎倆 2022-06-15 03:54 230阅读 0赞

上一篇博客中已经简要介绍了MD5、BASE64、DES、RSA等算法在Java中的具体应用。本篇对这些代码封装成一个工具类EncryptUtil.java，然后再补充一下Commons Codec对BASE64的扩展支持！

<一>. EncryptUtil.java工具类：

1. 使用commons-logging记录异常日志。

2. 提取常量字段、公共字段。

3. 提取公共方法：

Java代码

1.  //创建密钥  
2.  createSecretKey(String key):Key   
3.  //加密解密  
4.  processCipher(**byte**\[\] processData, Key key, **int** opsMode, String algorithm):**byte**\[\]

![save_snippets.png][]

4. EncryptUtil类的完整代码：

Java代码

1.  /\* 
2.   \* Copyright (c) 2014, Nick Xu, All rights reserved. 
3.   \*/  
4.  **package** com.excelsoft.common.crypto;  
5.    
6.  **import** java.io.IOException;  
7.  **import** java.security.Key;  
8.  **import** java.security.KeyPair;  
9.  **import** java.security.KeyPairGenerator;  
10. **import** java.security.MessageDigest;  
11. **import** java.security.NoSuchAlgorithmException;  
12. **import** java.security.PrivateKey;  
13. **import** java.security.PublicKey;  
14. **import** java.security.SecureRandom;  
15. **import** java.security.Signature;  
16.   
17. **import** javax.crypto.Cipher;  
18. **import** javax.crypto.SecretKey;  
19. **import** javax.crypto.SecretKeyFactory;  
20. **import** javax.crypto.spec.DESKeySpec;  
21.   
22. **import** org.apache.commons.logging.Log;  
23. **import** org.apache.commons.logging.LogFactory;  
24.   
25. **import** sun.misc.BASE64Decoder;  
26. **import** sun.misc.BASE64Encoder;  
27.   
28. /\*\* 
29.  \* 功能简述: 加密解密工具类，对MD5/BASE64/DES/RSA等算法提供了包装. 
30.  \* @author Nick Xu 
31.  \* @version 1.0 
32.  \*/  
33. **public** **class** EncryptUtil \{  
34.     **private** **static** Log logger = LogFactory.getLog(EncryptUtil.**class**);  
35.       
36.     **private** **static** **final** **int** KEY\_SIZE = 1024;  
37.     **private** **static** **final** String  MD5\_ALGORITHM= "md5";  
38.     **private** **static** **final** String  DES\_ALGORITHM= "des";  
39.     **private** **static** **final** String  RSA\_ALGORITHM= "rsa";  
40.     **private** **static** **final** String  SIGNATURE\_ALGORITHM= "MD5withRSA";  
41.       
42.     **private** **static** MessageDigest md5;  
43.     **private** **static** BASE64Encoder encoder;  
44.     **private** **static** BASE64Decoder decoder;  
45.     **private** **static** SecureRandom random;  
46.     **private** **static** KeyPair keyPair;  
47.       
48.     **private** EncryptUtil() \{  
49.     \}  
50.       
51.     **static** \{  
52.         **try** \{  
53.             md5 = MessageDigest.getInstance(MD5\_ALGORITHM);  
54.               
55.             KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA\_ALGORITHM);  
56.             keyPairGenerator.initialize(KEY\_SIZE);  
57.             keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();  
58.         \}  
59.         **catch** (NoSuchAlgorithmException e) \{  
60.             // Exception handler  
61.             logger.error(e);  
62.         \}  
63.         encoder = **new** BASE64Encoder();  
64.         decoder = **new** BASE64Decoder();  
65.         random = **new** SecureRandom();  
66.     \}  
67.       
68.     /\*\* 
69.      \* 功能简述: 使用md5进行单向加密. 
70.      \*/  
71.     **public** **static** String encryptMD5(String plainText) \{  
72.         **byte**\[\] cipherData = md5.digest(plainText.getBytes());  
73.         StringBuilder builder = **new** StringBuilder();  
74.         **for**(**byte** cipher : cipherData) \{  
75.             String toHexStr = Integer.toHexString(cipher & 0xff);  
76.             builder.append(toHexStr.length() == 1 ? "0" + toHexStr : toHexStr);  
77.         \}  
78.         **return** builder.toString();  
79.     \}  
80.       
81.     /\*\* 
82.      \* 功能简述: 使用BASE64进行加密. 
83.      \* @param plainData 明文数据 
84.      \* @return 加密之后的文本内容 
85.      \*/  
86.     **public** **static** String encryptBASE64(**byte**\[\] plainData) \{  
87.         **return** encoder.encode(plainData);  
88.     \}  
89.       
90.     /\*\* 
91.      \* 功能简述: 使用BASE64进行解密. 
92.      \* @param cipherText 密文文本 
93.      \* @return 解密之后的数据 
94.      \*/  
95.     **public** **static** **byte**\[\] decryptBASE64(String cipherText) \{  
96.         **byte**\[\] plainData = **null**;  
97.         **try** \{  
98.             plainData =  decoder.decodeBuffer(cipherText);  
99.         \}  
100.         **catch** (IOException e) \{  
101.             // Exception handler  
102.             logger.error(e);  
103.         \}  
104.         **return** plainData;  
105.     \}  
106.       
107.     /\*\* 
108.      \* 功能简述: 使用DES算法进行加密. 
109.      \* @param plainData 明文数据 
110.      \* @param key   加密密钥 
111.      \* @return   
112.      \*/  
113.     **public** **static** **byte**\[\] encryptDES(**byte**\[\] plainData, String key) \{  
114.         **return** processCipher(plainData, createSecretKey(key), Cipher.ENCRYPT\_MODE, DES\_ALGORITHM);  
115.     \}  
116.       
117.     /\*\* 
118.      \* 功能简述: 使用DES算法进行解密. 
119.      \* @param cipherData    密文数据 
120.      \* @param key   解密密钥 
121.      \* @return 
122.      \*/  
123.     **public** **static** **byte**\[\] decryptDES(**byte**\[\] cipherData, String key) \{  
124.         **return** processCipher(cipherData, createSecretKey(key), Cipher.DECRYPT\_MODE, DES\_ALGORITHM);  
125.     \}  
126.       
127.     /\*\* 
128.      \* 功能简述: 根据key创建密钥SecretKey. 
129.      \* @param key  
130.      \* @return 
131.      \*/  
132.     **private** **static** SecretKey createSecretKey(String key) \{  
133.         SecretKey secretKey = **null**;  
134.         **try** \{  
135.             DESKeySpec keySpec = **new** DESKeySpec(key.getBytes());  
136.             SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES\_ALGORITHM);  
137.             secretKey = keyFactory.generateSecret(keySpec);  
138.         \}  
139.         **catch** (Exception e) \{  
140.             // Exception handler  
141.             logger.error(e);  
142.         \}  
143.         **return** secretKey;  
144.     \}  
145.       
146.     /\*\* 
147.      \* 功能简述: 加密/解密处理流程. 
148.      \* @param processData   待处理的数据 
149.      \* @param key   提供的密钥 
150.      \* @param opsMode   工作模式 
151.      \* @param algorithm   使用的算法 
152.      \* @return   
153.      \*/  
154.     **private** **static** **byte**\[\] processCipher(**byte**\[\] processData, Key key, **int** opsMode, String algorithm) \{  
155.         **try**\{   
156.             Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);  
157.             cipher.init(opsMode, key, random);  
158.             **return** cipher.doFinal(processData);  
159.         \}  
160.         **catch** (Exception e) \{  
161.             // Exception handler  
162.             logger.error(e);  
163.         \}  
164.         **return** **null**;  
165.     \}  
166.       
167.     /\*\* 
168.      \* 功能简述: 创建私钥，用于RSA非对称加密. 
169.      \* @return 
170.      \*/  
171.     **public** **static** PrivateKey createPrivateKey() \{  
172.         **return** keyPair.getPrivate();  
173.     \}  
174.       
175.     /\*\* 
176.      \* 功能简述: 创建公钥，用于RSA非对称加密. 
177.      \* @return 
178.      \*/  
179.     **public** **static** PublicKey createPublicKey() \{  
180.         **return** keyPair.getPublic();  
181.     \}  
182.       
183.     /\*\* 
184.      \* 功能简述: 使用RSA算法加密. 
185.      \* @param plainData 明文数据 
186.      \* @param key   密钥 
187.      \* @return 
188.      \*/  
189.     **public** **static** **byte**\[\] encryptRSA(**byte**\[\] plainData, Key key) \{  
190.         **return** processCipher(plainData, key, Cipher.ENCRYPT\_MODE, RSA\_ALGORITHM);  
191.     \}  
192.       
193.     /\*\* 
194.      \* 功能简述: 使用RSA算法解密. 
195.      \* @param cipherData    密文数据 
196.      \* @param key   密钥 
197.      \* @return 
198.      \*/  
199.     **public** **static** **byte**\[\] decryptRSA(**byte**\[\] cipherData, Key key) \{  
200.         **return** processCipher(cipherData, key, Cipher.DECRYPT\_MODE, RSA\_ALGORITHM);  
201.     \}  
202.       
203.     /\*\* 
204.      \* 功能简述: 使用私钥对加密数据创建数字签名. 
205.      \* @param cipherData     已经加密过的数据 
206.      \* @param privateKey    私钥 
207.      \* @return 
208.      \*/  
209.     **public** **static** **byte**\[\] createSignature(**byte**\[\] cipherData, PrivateKey privateKey) \{  
210.         **try** \{  
211.             Signature signature  = Signature.getInstance(SIGNATURE\_ALGORITHM);  
212.             signature.initSign(privateKey);  
213.             signature.update(cipherData);  
214.             **return** signature.sign();  
215.         \}  
216.         **catch** (Exception e) \{  
217.             // Exception handler  
218.             logger.error(e);   
219.         \}  
220.         **return** **null**;  
221.     \}  
222.       
223.     /\*\* 
224.      \* 功能简述: 使用公钥对数字签名进行验证. 
225.      \* @param signData  数字签名 
226.      \* @param publicKey 公钥 
227.      \* @return 
228.      \*/  
229.     **public** **static** **boolean** verifySignature(**byte**\[\] cipherData, **byte**\[\] signData, PublicKey publicKey) \{  
230.         **try** \{  
231.             Signature signature  = Signature.getInstance(SIGNATURE\_ALGORITHM);  
232.             signature.initVerify(publicKey);  
233.             signature.update(cipherData);  
234.             **return** signature.verify(signData);  
235.         \}  
236.         **catch** (Exception e) \{  
237.             // Exception handler  
238.             logger.error(e);  
239.         \}  
240.         **return** **false**;  
241.     \}  
242. \}

![save_snippets.png][]

<二>. Commons Codec对BASE64的扩展支持：

JDK提供了对BASE64的标准支持，每隔76个字符进行换行\\r\\n，并且包含+、=、/等特殊字符不适合作为url参数传递。因此通常都会使用Commons Codec来进行BASE64的加密和解密。下载commons-codec-1.8.jar并添加到lib下面，注意选择高版本，低版本有些方法不支持。

1. 是否换行：

Java代码

1.  **byte**\[\] cipherData = Base64.encodeBase64(plainText.getBytes()); //默认不换行    
2.  **byte**\[\] cipherData = Base64.encodeBase64(plainText.getBytes(), **false**); //取消换行  
3.  **byte**\[\] cipherData = Base64.encodeBase64Chunked(plainText.getBytes()); //进行换行  
4.  String cipherText = Base64.encodeBase64String(plainText.getBytes()); //转为字符串

2. 安全的url：转换+为-、/为\_、将多余的=去掉

Java代码

1.  **byte**\[\] cipherData = Base64.encodeBase64(plainText.getBytes(), **false**, **true**);  
2.  **byte**\[\] cipherData = Base64.encodeBase64URLSafe(plainText.getBytes());  
3.  String cipherText = Base64.encodeBase64URLSafeString(plainText.getBytes());

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