Java加密解密快速入门下篇【包括MD5、BASE64、DES、RSA等算法】

在上一篇博客中已经简要的介绍了MD5、BASE64、DES、RSA等算法在Java中的具体应用。现在可以考虑对这些代码封装成一个工具类EncryptUtil，然后再补充一下Commons Codec对BASE64的扩展支持！

 

<一>. EncryptUtil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[]  

  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. }  

 

<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());