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序言

注意：强烈建议阅读本文之前，先行阅读下面这篇文章，建立对密码学技术体系的整体认知：

先来一个故事（可粗略理解 数字签名、散列函数、证书机构、非对称加密、公私密钥 等密码学技术的应用）~

假如A授权B的一段代码dmk可以访问A的系统，一个坏蛋C也想要访问A的系统做一些坏事，但是C没有的到A的授权，那么A怎么知道dmk就是dmk呢，是这样做的B通过dmk生成一个散列值，然后将这个散列值追加到代码尾部传送给A，A拿到这个信息后将代码和散列分开，然后A用和B相同的算法也计算出散列值，用计算出的散列值和B传过来的散列值比较如果相等就证明这段代码是dmk。现在坏蛋要和B斗志斗勇了！！！

加密技术

加密技术大体上分为 双向加密 和 单向加密 ，而双向加密又分为 对称加密 和非对称加密(有些资料将加密直接分为对称加密和非对称加密)。

双向加密即明文加密后形成的密文，可以通过逆向算法还原出明文。而单向加密只是对信息进行了摘要计算，不能通过算法逆向生成明文。

单向加密技术采用单向散列函数（或称为哈希(Hash)函数/散列函数），可将任意长度的消息散列形成固定长度的散列值（即消息摘要），用于被用户私钥加密后生成数字签名，保证数据的完整性和不可否认性。

单向加密从严格意思上说不能算是加密的一种，而只是摘要算法，常见的单向加密技术有BASE64(一种编码形式)、MD5、SHA、HMAC(消息认证码)。

双向加密技术可以分为 对称加密 与 非对称加密 两种。

（1）对称加密：即加密与解密用的是同一把秘钥，常用的对称加密技术有DES、AES等。（2）非对称加密：加密与解密用的是不同的秘钥，常用的非对称加密技术有RSA等。

为什么要有非对称加密、解密技术呢？

假设这样一种场景A要发送一段消息给B，但是又不想以明文发送,所以就需要对消息进行加密。如果采用对称加密技术，那么加密与解密用的是同一把秘钥。除非B事先就知道A的秘钥,并且保存好，这样才可以解密A发来的消息。

由于对称技术只有一把秘钥，所以秘钥的管理是一个很麻烦的问题。而非对称技术的诞生就解决了这个问题。非对称加密与解密使用的是不同的秘钥，并且秘钥对是一一对应的,即用A的私钥加密的密文只有用A的公钥才能解密。

这样的话，每个人都有两把秘钥，私钥和公钥，私钥是只有自己才知道的，不能告诉别人，而公钥是公开的，大家都可以知道。这样，当A想要发送消息给B的时候，只需要用B的公钥对消息进行加密就可以了，由于B的私钥只有B才拥有，所以A用B的公钥加密的消息只有B才能解开。而B想更换自己的密钥时也很方便，只须把公钥告诉大家就可以了。

那么，既然非对称加密如此之好，对称加密就没有存在的必要了啊，其实不然，由于非对称加密算法的开销很大，所以如果直接以非对称技术来加密发送的消息效率会很差。那么怎么办呢？解决的办法也很简单，就是把对称加密技术与非对称加密技术结合起来使用。

举个例子：

假如A要发送一个消息给B，对于发送方的A：(1) A先生成一个对称秘钥,这个秘钥可以是随机生成的;(2) A用B的公钥加密第一步生成的这个对称秘钥;(3) A把加密过的对称秘钥发给B;(4) A用第一步生成的这个对称秘钥加密实际要发的消息;(5) A把用对称秘钥加密的消息发给B.

对于接收方B:（1）他先收到A发来的对称秘钥,这个秘钥是用B的公钥加密过的,所以B需要用自己的私钥来解密这个秘钥（2）然后B又收到A发来的密文,这时候用刚才解密出来的秘钥来解密密文

这样子的整个过程既保证了安全,又保证了效率.

Java 对称加密

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。

需要对加密和解密使用相同密钥的加密算法。由于其速度，对称性加密通常在消息发送方需要加密大量数据时使用。

对称加密一般java类中中定义成员：

//KeyGenerator 提供对称密钥生成器的功能，支持各种算法private KeyGenerator keygen;//SecretKey 负责保存对称密钥private SecretKey deskey;//Cipher负责完成加密或解密工作private Cipher c;//该字节数组负责保存加密的结果private byte[] cipherByte;

1、DES算法

DES是1977年美国联邦信息处理标准中使用的一种对称密码技术，曾今被美国和其他国家政府银行使用。

不过现在已被暴力破解，不再安全可靠，我们除了用它解密以前的密文外，已不再使用DES了。

import java.security.InvalidKeyException;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.Security;import javax.crypto.BadPaddingException;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.NoSuchPaddingException;import javax.crypto.SecretKey;public class EncrypDES {
       //KeyGenerator 提供对称密钥生成器的功能，支持各种算法    private KeyGenerator keygen;    //SecretKey 负责保存对称密钥    private SecretKey deskey;    //Cipher负责完成加密或解密工作    private Cipher c;    //该字节数组负责保存加密的结果    private byte[] cipherByte;    /**      * 构造函数，完成所需变量的初始化      */    public EncrypDES() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{        //实例化支持DES算法的密钥生成器(算法名称命名需按规定，否则抛出异常)        keygen = KeyGenerator.getInstance("DES");        //生成密钥        deskey = keygen.generateKey();        //生成Cipher对象,指定其支持的DES算法        c = Cipher.getInstance("DES");    }    /**     * 对字符串加密     */    public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，ENCRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);        byte[] src = str.getBytes();        // 加密，结果保存进cipherByte        cipherByte = c.doFinal(src);        return cipherByte;    }    /**     * 对字符串解密     */    public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，DECRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);        cipherByte = c.doFinal(buff);        return cipherByte;    }    /**     * 主函数，执行加解密测试     */    public static void main(String[] args) throws Exception {        EncrypDES de1 = new EncrypDES();        String msg ="You are not alone.";        byte[] encontent = de1.Encrytor(msg);        byte[] decontent = de1.Decryptor(encontent);        System.out.println("明文是:" + msg);        System.out.println("加密后:" + new String(encontent));        System.out.println("解密后:" + new String(decontent));    }}

执行结果：

明文是:You are not alone.加密后:�����e�]r�.��@:ak��d解密后:You are not alone.

2、3DES

数据加密标准（DES）是美国的一种由来已久的加密标准，它使用对称密钥加密法.。比起最初的DES，3DES更为安全。3DES是DES加密算法的一种模式，它使用3条56位的密钥对3DES数据进行三次加密。 其具体实现如下：

3DES加密过程为：C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))3DES解密过程为：P=Dk1((EK2(Dk3(C)))

Java代码：

import java.security.InvalidKeyException;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.Security;import javax.crypto.BadPaddingException;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.NoSuchPaddingException;import javax.crypto.SecretKey;public class EncrypDES3 {
       // KeyGenerator 提供对称密钥生成器的功能，支持各种算法    private KeyGenerator keygen;    // SecretKey 负责保存对称密钥    private SecretKey deskey;    // Cipher负责完成加密或解密工作    private Cipher c;    // 该字节数组负责保存加密的结果    private byte[] cipherByte;    public EncrypDES3() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException {        // 实例化支持DES算法的密钥生成器(算法名称命名需按规定，否则抛出异常)        keygen = KeyGenerator.getInstance("DESede");        // 生成密钥        deskey = keygen.generateKey();        // 生成Cipher对象,指定其支持的DES算法        c = Cipher.getInstance("DESede");    }    /**     * 对字符串加密     */    public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，ENCRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);        byte[] src = str.getBytes();        // 加密，结果保存进cipherByte        cipherByte = c.doFinal(src);        return cipherByte;    }    /**     * 对字符串解密     */    public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，DECRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);        cipherByte = c.doFinal(buff);        return cipherByte;    }    /**     * 主函数     */    public static void main(String[] args) throws Exception {        EncrypDES3 des = new EncrypDES3();        String msg ="You are not alone.";        byte[] encontent = des.Encrytor(msg);        byte[] decontent = des.Decryptor(encontent);        System.out.println("明文是:" + msg);        System.out.println("加密后:" + new String(encontent));        System.out.println("解密后:" + new String(decontent));    }}

3、AES

AES密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称 高级加密标准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。

import java.security.InvalidKeyException;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.Security;import javax.crypto.BadPaddingException;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;import javax.crypto.KeyGenerator;import javax.crypto.NoSuchPaddingException;import javax.crypto.SecretKey;public class EncrypAES {
       //KeyGenerator 提供对称密钥生成器的功能，支持各种算法    private KeyGenerator keygen;    //SecretKey 负责保存对称密钥    private SecretKey deskey;    //Cipher负责完成加密或解密工作    private Cipher c;    //该字节数组负责保存加密的结果    private byte[] cipherByte;    public EncrypAES() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{        Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());        //实例化支持DES算法的密钥生成器(算法名称命名需按规定，否则抛出异常)        keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");        //生成密钥        deskey = keygen.generateKey();        //生成Cipher对象,指定其支持的DES算法        c = Cipher.getInstance("AES");    }    /**     * 对字符串加密     */    public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，ENCRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);        byte[] src = str.getBytes();        // 加密，结果保存进cipherByte        cipherByte = c.doFinal(src);        return cipherByte;    }    /**     * 对字符串解密     */    public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,            IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        // 根据密钥，对Cipher对象进行初始化，DECRYPT_MODE表示加密模式        c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);        cipherByte = c.doFinal(buff);        return cipherByte;    }    /**     * 主函数     */    public static void main(String[] args) throws Exception {        EncrypAES de1 = new EncrypAES();        String msg ="You are not alone.";        byte[] encontent = de1.Encrytor(msg);        byte[] decontent = de1.Decryptor(encontent);        System.out.println("明文是:" + msg);        System.out.println("加密后:" + new String(encontent));        System.out.println("解密后:" + new String(decontent));    }}

Java 非对称加密

1976年，美国学者Dime和Henman为解决信息公开传送和密钥管理问题，提出一种新的密钥交换协议，允许在不安全的媒体上的通讯双方交换信息，安全地达成一致的密钥，这就是“公开密钥系统”。相对于“对称加密算法”这种方法也叫做“非对称加密算法”。 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）。公开密钥与私有密钥是一对，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，那么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。

RSA

RSA 公钥加密算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在（美国麻省理工学院）开发的。RSA取名来自开发他们三者的名字。RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但那时想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

import java.security.InvalidKeyException;import java.security.KeyPair;import java.security.KeyPairGenerator;import java.security.NoSuchAlgorithmException;import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;import java.security.interfaces.RSAPublicKey;import javax.crypto.BadPaddingException;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;import javax.crypto.NoSuchPaddingException;public class EncrypRSA {
       /**     * 加密     */    protected byte[] encrypt(RSAPublicKey publicKey,byte[] srcBytes) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException{        if(publicKey!=null){            //Cipher负责完成加密或解密工作，基于RSA            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");            //根据公钥，对Cipher对象进行初始化            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);            byte[] resultBytes = cipher.doFinal(srcBytes);            return resultBytes;        }        return null;    }    /**     * 解密      */    protected byte[] decrypt(RSAPrivateKey privateKey,byte[] srcBytes) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException{        if(privateKey!=null){            //Cipher负责完成加密或解密工作，基于RSA            Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");            //根据公钥，对Cipher对象进行初始化            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);            byte[] resultBytes = cipher.doFinal(srcBytes);            return resultBytes;        }        return null;    }    /**     * 主函数     */    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {        EncrypRSA rsa = new EncrypRSA();        String msg = "You are not alone.";        //KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于RSA算法生成对象        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");        //初始化密钥对生成器，密钥大小为1024位        keyPairGen.initialize(1024);        //生成一个密钥对，保存在keyPair中        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();        //得到私钥        RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();                     //得到公钥        RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();        //用公钥加密        byte[] srcBytes = msg.getBytes();        byte[] resultBytes = rsa.encrypt(publicKey, srcBytes);        //用私钥解密        byte[] decBytes = rsa.decrypt(privateKey, resultBytes);        System.out.println("明文是:" + msg);        System.out.println("加密后是:" + new String(resultBytes));        System.out.println("解密后是:" + new String(decBytes));    }}

运行结果：

明文是:You are not alone.加密后是:C��n�?�ק����R�`��Z�Y�No�x�y�8&2�J��y:;�a�A]v����2ߝK�7�m�\�%解密后是:You are not alone.

Java 单向加密(信息摘要)

Java一般需要获取对象MessageDigest来实现单项加密(信息摘要)。

1、MD5

MD5 即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法 5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被”压缩”成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串）。除了MD5以外，其中比较有名的还有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

Java代码：

import java.security.MessageDigest;import java.security.NoSuchAlgorithmException;public class EncrypMD5 {
       public byte[] eccrypt(String info) throws NoSuchAlgorithmException{        //根据MD5算法生成MessageDigest对象        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");        byte[] srcBytes = info.getBytes();        //使用srcBytes更新摘要        md5.update(srcBytes);        //完成哈希计算，得到result        byte[] resultBytes = md5.digest();        return resultBytes;    }    public static void main(String args[]) throws NoSuchAlgorithmException{        String msg = "You are not alone.";        EncrypMD5 md5 = new EncrypMD5();        byte[] resultBytes = md5.eccrypt(msg);        System.out.println("密文是：" + new String(resultBytes));        System.out.println("明文是：" + msg);    }}

运行结果：

密文是：(!� ,D���⸎�޻明文是：You are not alone.

2、SHA

SHA 是一种数据加密算法，该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，现在已成为公认的最安全的散列算法之一，并被广泛使用。该算法的思想是接收一段明文，然后以一种不可逆的方式将它转换成一段（通常更小）密文，也可以简单的理解为取一串输入码（称为预映射或信息），并把它们转化为长度较短、位数固定的输出序列即散列值（也称为信息摘要或信息认证代码）的过程。散列函数值可以说时对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名就可以视为对此明文的数字签名。

Java代码：

import java.security.MessageDigest;import java.security.NoSuchAlgorithmException;public class EncrypSHA {
       public byte[] eccrypt(String info) throws NoSuchAlgorithmException{        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("SHA");        byte[] srcBytes = info.getBytes();        //使用srcBytes更新摘要        md5.update(srcBytes);        //完成哈希计算，得到result        byte[] resultBytes = md5.digest();        return resultBytes;    }    /**     * @param args     * @throws NoSuchAlgorithmException      */    public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {        String msg = "You are not alone.";        EncrypSHA sha = new EncrypSHA();        byte[] resultBytes = sha.eccrypt(msg);        System.out.println("明文是：" + msg);        System.out.println("密文是：" + new String(resultBytes));    }}

运行结果：

明文是：You are not alone.密文是：�bJ�q����X=�����

MySql 加解密函数

MySQL有两个函数来支持这种类型的加密，分别叫做ENCODE()和DECODE()。

下面是一个简单的实例：

Mysql代码

mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES ('joe',ENCODE('guessme','abr'));Query OK， 1 row affected （0.14 sec）

其中，Joe的密码是guessme，它通过密钥abr被加密。

提示：虽然ENCODE()和DECODE()这两个函数能够满足大多数的要求，但是有的时候您希望使用强度更高的加密手段。在这种情况下，您可以使用AES_ENCRYPT()和AES_DECRYPT()函数，它们的工作方式是相同的，但是加密强度更高。

单向加密与双向加密不同，一旦数据被加密就没有办法颠倒这一过程。因此密码的验证包括对用户输入内容的重新加密，并将它与保存的密文进行比对，看是否匹配。

一种简单的单向加密方式是MD5校验码。MySQL的MD5（）函数会为您的数据创建一个“指纹”并将它保存起来，供验证测试使用。下面就是如何使用它的一个简单例子：

Mysql代码：

mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES ('joe',MD5('guessme'));Query OK， 1 row affected （0.00 sec）

或者，您考虑一下使用ENCRYPT（）函数，它使用系统底层的crypt（）系统调用来完成加密。这个函数有两个参数：一个是要被加密的字符串，另一个是双（或者多）字符的“salt”。它然后会用salt加密字符串；这个salt然后可以被用来再次加密用户输入的内容，并将它与先前加密的字符串进行比对。下面一个例子说明了如何使用它：

Mysql代码：

mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES('joe'， ENCRYPT('guessme','ab'));Query OK， 1 row affected （0.00 sec）

提示：ENCRYPT()只能用在UNIX、LINIX系统上，因为它需要用到底层的crypt()库。

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