Python 和 Java 进行 DES 加密和解密

DES 为 Data Encryption Standard （数据加密标准）的缩写，是一种常见的对称加密算法。有关对称加密与非对称加密的特点及其应用场景，本文就不描述了，读者可以自行 google 。本文说明如何使用 Java 和 Python 两种语言来实现 DES 的加解密。

最近碰到的应用场景是这样的。我们需要对接一个系统 S，系统 S 已经对用户的身份进行了验证，新系统 N 也需要对用户的身份进行验证。采用的身份验证方法是由旧系统 S 对用户 ID 进行加密，然后新系统 N 对加密后的用户 ID 进行解密，从而获取用户 ID 并进行身份验证。
由于旧系统 S 是用 Java 实现的，新系统 N 使用 Python 实现。也就是说，需要使用 Python 语言来对 Java DES 加密的用户 ID 进行解密。

这里贴出 Java 实现的 DES 加密的代码。

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;


public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        String content = "zx";
        String key = "20171117";

        System.out.println("加密前：" + content);
        byte[] encrypted = DES_CBC_Encrypt(content.getBytes(), key.getBytes());
        System.out.println("加密后：" + byteToHexString(encrypted));

        byte[] decrypted = DES_CBC_Decrypt(encrypted, key.getBytes());
        System.out.println("解密后：" + new String(decrypted));
    }

    public static byte[] DES_CBC_Encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) {
        try {
            DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(keyBytes);
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(keySpec.getKey()));
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("exception:" + e.toString());
        }
        return null;
    }

    private static byte[] DES_CBC_Decrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) {
        try {
            DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(keyBytes);
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);

            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(keyBytes));
            byte[] result = cipher.doFinal(content);
            return result;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("exception:" + e.toString());
        }
        return null;
    }

    private static String byteToHexString(byte[] bytes) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(bytes.length);
        String sTemp;
        for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
            sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
            if (sTemp.length() < 2)
                sb.append(0);
            sb.append(sTemp.toUpperCase());
        }
        return sb.toString();
    }
}

Java 代码采用的 DES 加密采用 CBC 模式，采用 PKCS5Padding 的填充模式，使用的初始化向量是加密的**。

执行以上 Java 代码，输出：

加密前：zx
加密后：1DBBD4E9246EBFFA
解密后：zx

Python 利用 pyDes 对 Java 加密的字符串进行解密的代码如下所示。

import binascii
from pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5


def des_encrypt(s):
    """
    DES 加密
    :param s: 原始字符串
    :return: 加密后字符串，16进制
    """
    secret_key = '20171117'
    iv = secret_key
    k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
    en = k.encrypt(s, padmode=PAD_PKCS5)
    return binascii.b2a_hex(en)


def des_descrypt(s):
    """
    DES 解密
    :param s: 加密后的字符串，16进制
    :return:  解密后的字符串
    """
    secret_key = '20171117'
    iv = secret_key
    k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
    de = k.decrypt(binascii.a2b_hex(s), padmode=PAD_PKCS5)
    return de


str_en = des_encrypt('zx')
print(str_en)
str_de = des_descrypt(str_en)
print(str_de)

Python 语言采用 pyDes 作为 DES 加解密处理的包。DES 解密时采用 CBC 模式，并采用 PAD_PKCS5 作为填充模式，使用解***作为初始化向量。这些加密的设置跟 Java 语言使用的是一致的。

执行以上 Python 代码，得到以下输出：

1dbbd4e9246ebffa
zx

可以看到，同对 Java 语言加密后的字符串，Python 语言可以正常解密。

参考资料

1. http://blog.csdn.net/qq_18870023/article/details/52180768
2. https://twhiteman.netfirms.com/des.html
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard
4. https://baike.baidu.com/item/DES%E7%AE%97%E6%B3%95