对称加密与非对称加密

程序员文章站 2022-06-05 09:01:09

...

RPC远程通讯的时候，保证数据安全性问题，针对于数据加密。

单项加密：MD5 一般用于密码加密

对称加密

为什么数据要对称加密呢？

防止别人抓包分析 Http 请求，获取铭文数据和篡改数据。

对称密码技术：发件人和收件人使用其共同拥有的单个** ,这种**既用于加密，也用于解密，叫做机***(也称为对称**或会话**)。

能够提供信息机密性（没有**信息不能被解密）、完整性（被改变的信息不能被解密）的服务。

对称式密码学又称：单钥密码学、秘***密码学、会话**密码学、私钥密码学、共享秘钥密码学

常见的对称式加密技术

DES（数据加密标准）：分组式加密，算法源于Lucifer，作为NIST对称式加密标准；64位（有效位56位、校验8位），分组算法
3DES：128位，分组算法
IDEA（国际数据加密算法）：128位，比DES快，分组算法
Blowfish：32-448位，算法公开，分组算法
RC4：流密码，**长度可变
RC5：分组密码，**长度可变，最大2048位
Rijndael：128位/196位/256位
AES（高级加密标准）：DES升级版，算法出自Rinjindael

对称密码的优点

用户只需记忆一个**，就可用于加密、解密；
与非对称加密方法相比，加密解密的计算量小，速度快，简单易用，适合于对海量数据进行加密处理。

对称密码的缺点

如果**交换不安全，**的安全性就会丧失。特别是在电子商务环境下，当客户是未知的、不可信的实体时，如何使客户安全地获得**就成为一大难题。
如果用户较多情况下的**管理问题。N*(N-1)/2
如果**多个用户被共享，不能提供抗抵赖性

对称密码案例

假设Alice和Bob是认识的，两人为了保证通信消息不被其它人截取，预先约定了一个密码，用来加密在他们之间传送的消息，这样即使有人截取了消息没有密码也无法知道消息的内容。由此便实现了机密性。

应用场景：机构网站与机构网站进行合作的情况可以使用对称加密

基于DES实现加密和解密

package com.xiaoming.des;

import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.Cipher;

/**
 * DES加密介绍 DES是一种对称加密算法，所谓对称加密算法即：加密和解密使用相同**的算法。DES加密算法出自IBM的研究，
 * 后来被美国*正式采用，之后开始广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位**，以现代计算能力，
 * 24小时内即可被**。虽然如此，在某些简单应用中，我们还是可以使用DES加密算法，本文简单讲解DES的JAVA实现 。
 * 注意：DES加密和解密过程中，**长度都必须是8的倍数
 */
public class DES {
	public DES() {
	}

	// 测试
	public static void main(String args[]) throws Exception {
		// 待加密内容
		String str = "xiaoming";
		// 密码，长度要是8的倍数 **随意定
		String password = "95880288";
		byte[] encrypt = encrypt(str.getBytes(), password);
		System.out.println("加密后:" + new String(encrypt));
		// 解密
		byte[] decrypt = decrypt(encrypt, password);
		System.out.println("解密后:" + new String(decrypt));
	}

	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param datasource
	 *            byte[]
	 * @param password
	 *            String
	 * @return byte[]
	 */
	public static byte[] encrypt(byte[] datasource, String password) {
		try {
			SecureRandom random = new SecureRandom();
			DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
			// 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成
			SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
			SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
			// Cipher对象实际完成加密操作
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
			// 用密匙初始化Cipher对象,ENCRYPT_MODE用于将 Cipher 初始化为加密模式的常量
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, random);
			// 现在，获取数据并加密
			// 正式执行加密操作
			return cipher.doFinal(datasource); // 按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作
		} catch (Throwable e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param src
	 *            byte[]
	 * @param password
	 *            String
	 * @return byte[]
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decrypt(byte[] src, String password) throws Exception {
		// DES算法要求有一个可信任的随机数源
		SecureRandom random = new SecureRandom();
		// 创建一个DESKeySpec对象
		DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
		// 创建一个密匙工厂
		SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");// 返回实现指定转换的
																			// Cipher
																			// 对象
		// 将DESKeySpec对象转换成SecretKey对象
		SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
		// Cipher对象实际完成解密操作
		Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
		// 用密匙初始化Cipher对象
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, random);
		// 真正开始解密操作
		return cipher.doFinal(src);
	}
}

密码不可能使用对称加密。按照互联网隐私情况，密码是不能被解密出来的。密码还是使用单向加密，单向特征：不可能被逆向，不可被解密。注意：密码使用 MD5 加密再加盐

非对称加密

使用一对**：一个用于加密信息，另一个则用于解密信息。

两个**之间存在着相互依存关系：即用其中任一个**加密的信息只能用另一个**进行解密。

其中加***不同于解***,公钥加密私钥解密，反之也可私钥加密公钥解密。

**依据性质划分，将其中的一个向外界公开，称为公钥；另一个则自己保留，称为私钥。公钥(Public key)常用于数据加密（用对方公钥加密）或签名验证（用对方公钥解密），私钥(Private key)常用于数据解密（发送方用接收方公钥加密）或数字签名（用自己私钥加密）。

使用过程

乙方生成两把**（公钥和私钥），甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息加密。乙方得到加密后的信息，用私钥解密，乙方也可用私钥加密字符串，甲方获取乙方私钥加密数据，用公钥解密

优点：难**
缺点: 加密速度慢

常用算法：

RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法)

RSA 工具类

package com.xiaoming.rsa;

import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import javax.crypto.Cipher;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

/**
 * RSA加解密工具类
 *
 * 
 */
public class RSAUtil {

   public static String publicKey; // 公钥
   public static String privateKey; // 私钥

   /**
    * 生成公钥和私钥
    */
   public static void generateKey() {
      // 1.初始化秘钥
      KeyPairGenerator keyPairGenerator;
      try {
         keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
         SecureRandom sr = new SecureRandom(); // 随机数生成器
         keyPairGenerator.initialize(512, sr); // 设置512位长的秘钥
         KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 开始创建
         RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
         RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
         // 进行转码
         publicKey = Base64.encodeBase64String(rsaPublicKey.getEncoded());
         // 进行转码
         privateKey = Base64.encodeBase64String(rsaPrivateKey.getEncoded());
      } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
      }
   }

   /**
    * 私钥匙加密或解密
    * 
    * @param content
    * @param privateKeyStr
    * @return
    */
   public static String encryptByprivateKey(String content, String privateKeyStr, int opmode) {
      // 私钥要用PKCS8进行处理
      PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(privateKeyStr));
      KeyFactory keyFactory;
      PrivateKey privateKey;
      Cipher cipher;
      byte[] result;
      String text = null;
      try {
         keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
         // 还原Key对象
         privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
         cipher = Cipher.getInstance("RSA");
         cipher.init(opmode, privateKey);
         if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
            result = cipher.doFinal(content.getBytes());
            text = Base64.encodeBase64String(result);
         } else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
            result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
            text = new String(result, "UTF-8");
         }

      } catch (Exception e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
      }
      return text;
   }

   /**
    * 公钥匙加密或解密
    * 
    * @param content
    * @param privateKeyStr
    * @return
    */
   public static String encryptByPublicKey(String content, String publicKeyStr, int opmode) {
      // 公钥要用X509进行处理
      X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(publicKeyStr));
      KeyFactory keyFactory;
      PublicKey publicKey;
      Cipher cipher;
      byte[] result;
      String text = null;
      try {
         keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
         // 还原Key对象
         publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
         cipher = Cipher.getInstance("RSA");
         cipher.init(opmode, publicKey);
         if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
            result = cipher.doFinal(content.getBytes());
            text = Base64.encodeBase64String(result);
         } else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
            result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
            text = new String(result, "UTF-8");
         }
      } catch (Exception e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
      }
      return text;
   }

   // 测试方法
   public static void main(String[] args) {
      /**
       * 注意： 私钥加密必须公钥解密 公钥加密必须私钥解密
       */
      System.out.println("-------------生成两对秘钥，分别发送方和接收方保管-------------");
      RSAUtil.generateKey();
      System.out.println("公钥匙给接收方:" + RSAUtil.publicKey);
      System.out.println("私钥给发送方:" + RSAUtil.privateKey);

      System.out.println("-------------第一个栗子，私钥加密公钥解密-------------");
      // String textsr = "早啊，你吃早饭了吗？O(∩_∩)O~";
      // // 私钥加密
      // String cipherText = RSAUtil.encryptByprivateKey(textsr,
      // RSAUtil.privateKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
      // System.out.println("发送方用私钥加密后：" + cipherText);
      // // 公钥解密
      // String text = RSAUtil.encryptByPublicKey(cipherText,
      // RSAUtil.publicKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
      // System.out.println("接收方用公钥解密后：" + text);

      System.out.println("-------------第二个栗子，公钥加密私钥解密-------------");
      // 公钥加密
      String textsr = "吃过啦！你吃了吗？O(∩_∩)O~";

      String cipherText = RSAUtil.encryptByPublicKey(textsr, RSAUtil.publicKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
      System.out.println("接收方用公钥加密后：" + cipherText);
      // 私钥解密
      String text = RSAUtil.encryptByprivateKey(cipherText, RSAUtil.privateKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
      System.out.print("发送方用私钥解密后：" + text);
   }

}

使用公钥加密和私钥解密案例

/**
 * 1.生成公钥和私钥**对
 * 2.使用公钥进行加密
 * 3.使用私钥进行解密
 * @author xiaoming
 * @Date 2019/10/11
 */
public class Test001 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.生成公钥和私钥**对
        RSAUtil.generateKey();
        System.out.println("公钥：" + RSAUtil.publicKey);
        System.out.println("私钥：" + RSAUtil.privateKey);

        //2.使用公钥进行加密
        String content = "xiaoming";
        String encryptByPublicKey = RSAUtil.encryptByPublicKey(content, RSAUtil.publicKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
        System.out.println("加密后：" + encryptByPublicKey);

        //3.使用私钥进行解密
        String encryptByprivateKey = RSAUtil.encryptByprivateKey(encryptByPublicKey, RSAUtil.privateKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
        System.out.println("解密后：" + encryptByprivateKey);
    }
}

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对称加密与非对称加密

对称加密

为什么数据要对称加密呢？

常见的对称式加密技术

对称密码的优点

对称密码的缺点

对称密码案例

基于DES实现加密和解密

非对称加密

使用过程

常用算法：

RSA 工具类

java中以DES的方式实现对称加密并提供密钥的实例

des加密解密JAVA与.NET互通实例

java 中RSA的方式实现非对称加密的实例

C#对称加密与非对称加密实例

C#中Web.Config加密与解密的方法

Spring Cloud Config配置文件使用对称加密的方法

C#实现简单的RSA非对称加密算法示例

C#对称加密与非对称加密实例

android md5加密与rsa加解密实现代码

C#中Web.Config加密与解密的方法