Java使用Hutool工具完成加密解密
2021/11/07
Java
> 示例源码： GitHub：[https://github.com/Max-Qiu/demo](https://github.com/Max-Qiu/demo) Gitee：[https://github.com/Max-Qiu/demo](https://github.com/Max-Qiu/demo) --- - `Hutool`官方文档：[加密解密（Hutool-crypto）](https://www.hutool.cn/docs/#/crypto/%E6%A6%82%E8%BF%B0) - 尚硅谷加密解密原理视频教程：[尚硅谷_Java安全密码学详解](http://www.atguigu.com/download_detail.shtml?v=288) - 工具网站：[在线加密解密](http://tool.chacuo.net/cryptdes) # 说明 ## POM 使用`Hutool`加密解密工具时，引入如下依赖 ```xml <dependency> <groupId>cn.hutool</groupId> <artifactId>hutool-crypto</artifactId> <version>5.7.15</version> </dependency> ``` ## 对称加密与非对称加密  # 对称加密 ## 加密算法 - 采用单钥密码系统的加密方法，同一个密钥可以同时用作信息的加密和解密，这种加密方法称为对称加密，也称为单密钥加密。 - 常见加密算法 - `DES(Data Encryption Standard)`：即数据加密标准，是一种使用密钥加密的块算法，1977年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并授权在非密级政府通信中使用，随后该算法在国际上广泛流传开来。 - `AES(Advanced Encryption Standard)`：高级加密标准.在密码学中又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。 - 特点 - 加密速度快, 可以加密大文件 - 密文可逆, 一旦密钥文件泄漏，就会导致数据暴露 - 加密后编码表找不到对应字符，出现乱码，一般结合Base64使用 ## 加密模式 - `ECB(Electronic codebook)`：电子密码本。需要加密的消息按照块密码的块大小被分为数个块，并对每个块进行独立加密<br> - 优点：可以并行处理数据 - 缺点：同样的原文生成同样的密文，不能很好的保护数据 - 同时加密，原文是一样的，加密出来的密文也是一样的 - `CBC(Cipher-block chaining)`：密码块链接。每个明文块先与前一个密文块进行异或后，再进行加密，每个密文块都依赖于它前面的所有明文块<br> - 优点：同样的原文生成的密文不一样 - 缺点：串行处理数据 ## 填充模式 当需要按块处理的数据, 数据长度不符合块处理需求时, 按照一定的方法填充满块长的规则 - `NoPadding`不填充 - 在`DES`加密算法下, 要求原文长度必须是`8byte`的整数倍 - 在`AES`加密算法下, 要求原文长度必须是`16byte`的整数倍 - `PKCS5Padding` - 数据块的大小为8位, 不够就补足 > Tips：默认情况下, 加密模式和填充模式为：`ECB/PKCS5Padding`。如果使用`CBC`模式，需要增加参数初始化向量`IV` ## `DES`与`AES`示例代码 ```java public class SymmetricCryptoTest { @Test public void des() { String text = "HelloWorld"; // key：DES模式下，key必须为8位 String key = "12345678"; // iv：偏移量，ECB模式不需要，CBC模式下必须为8位 String iv = "12345678"; // DES des = new DES(Mode.ECB, Padding.PKCS5Padding, key.getBytes()); DES des = new DES(Mode.CBC, Padding.PKCS5Padding, key.getBytes(), iv.getBytes()); String encrypt = des.encryptBase64(text); System.out.println(encrypt); String decrypt = des.decryptStr(encrypt); System.out.println(decrypt); } @Test public void aes() { String text = "HelloWorld"; // key：AES模式下，key必须为16位 String key = "1234567812345678"; // iv：偏移量，ECB模式不需要，CBC模式下必须为16位 String iv = "1234567812345678"; // AES aes = new AES(Mode.ECB, Padding.PKCS5Padding, key.getBytes()); AES aes = new AES(Mode.CBC, Padding.PKCS5Padding, key.getBytes(), iv.getBytes()); // 加密并进行Base转码 String encrypt = aes.encryptBase64(text); System.out.println(encrypt); // 解密为字符串 String decrypt = aes.decryptStr(encrypt); System.out.println(decrypt); } } ``` # 非对称加密 ## 简介 - 非对称加密算法又称现代加密算法。 - 非对称加密是计算机通信安全的基石，保证了加密数据不会被破解。 - 与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥`(publickey)`和私有密钥`(privatekey)` - 公开密钥和私有密钥是一对 - 如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密。 - 如果用私有密钥对数据进行加密，只有用对应的公开密钥才能解密。 - 因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法。 - 特点 - 加密和解密使用不同的密钥 - 处理数据的速度较慢, 因为安全级别高 - 常见算法 - RSA - ECC ## `RSA`示例 ```java public class AsymmetricCryptoTest { /** * 私钥和公钥 */ private static String privateKey; private static String publicKey; private static String encryptByPublic; /** * 生成公私钥 */ @BeforeAll public static void genKey() { KeyPair pair = SecureUtil.generateKeyPair("RSA"); privateKey = Base64.encode(pair.getPrivate().getEncoded()); System.out.println("私钥\t" + privateKey); publicKey = Base64.encode(pair.getPublic().getEncoded()); System.out.println("公钥\t" + publicKey); } @Test public void test() { String text = "HelloWorld"; // 初始化对象 // 第一个参数为加密算法，不传默认为 RSA/ECB/PKCS1Padding // 第二个参数为私钥（Base64字符串） // 第三个参数为公钥（Base64字符串） RSA rsa = new RSA(AsymmetricAlgorithm.RSA_ECB_PKCS1.getValue(), privateKey, publicKey); // 公钥加密，私钥解密 String encryptByPublic = rsa.encryptBase64(text, KeyType.PublicKey); System.out.println("公钥加密\t" + encryptByPublic); String decryptByPrivate = rsa.decryptStr(encryptByPublic, KeyType.PrivateKey); System.out.println("私钥解密\t" + decryptByPrivate); // 私钥加密，公钥解密 String encryptByPrivate = rsa.encryptBase64(text, KeyType.PrivateKey); System.out.println("私钥加密\t" + encryptByPrivate); String decryptByPublic = rsa.decryptStr(encryptByPrivate, KeyType.PublicKey); System.out.println("公钥解密\t" + decryptByPublic); // 此处赋值为下一个测试用 AsymmetricCryptoTest.encryptByPublic = encryptByPublic; } /** * 仅使用私钥解密公钥加密后的密文 */ @Test public void test2() { // 传入私钥以及对应的算法 RSA rsa = new RSA(AsymmetricAlgorithm.RSA_ECB_PKCS1.getValue(), privateKey, null); // 私钥解密公钥加密后的密文 String decrypt = rsa.decryptStr(encryptByPublic, KeyType.PrivateKey); System.out.println(decrypt); } } ``` # 摘要加密 ## 简介 - 消息摘要`Message Digest`又称为数字摘要`Digital Digest` - 它是一个唯一对应一个消息或文本的固定长度的值，它由一个单向`Hash`加密函数对消息进行作用而产生 - 使用数字摘要生成的值是不可以篡改的，为了保证文件或者值的安全 - 特点： - 无论输入的消息有多长，计算出来的消息摘要的长度总是固定的。例如 - 用`MD5`算法摘要的消息有128个比特位 - 用`SHA-1`算法摘要的消息最终有160比特位 - 只要输入的消息不同，对其进行摘要以后产生的摘要消息也必不相同；但相同的输入必会产生相同的输出 - 消息摘要是单向、不可逆的 - 常见算法 - MD5 - SHA1 - SHA256 - SHA512 ## `MD5`和`SHA-1`示例 ```kava public class DigesterTest { @Test public void md5() { String text = "HelloWorld"; // 第一种：创建Digester对象，执行加密 Digester md5 = new Digester(DigestAlgorithm.MD5); String digestHex = md5.digestHex(text); System.out.println(digestHex); // 第二种：执行使用DigestUtil String md5Hex = DigestUtil.md5Hex(text); System.out.println(md5Hex); } @Test public void sha1() { String text = "HelloWorld"; // 第一种：创建Digester对象，执行加密 Digester md5 = new Digester(DigestAlgorithm.SHA1); String digestHex = md5.digestHex(text); System.out.println(digestHex); // 第二种：执行使用DigestUtil String md5Hex = DigestUtil.sha1Hex(text); System.out.println(md5Hex); } } ```
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