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基本的单向加密算法：
BASE64 严格地说，属于编码格式，而非加密算法
MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)
复杂的对称加密（DES、PBE）、非对称加密算法：
DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)
PBE(Password-based encryption，基于密码验证)
RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
DH(Diffie-Hellman算法，密钥一致协议)
DSA(Digital Signature Algorithm，数字签名)
ECC(Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学)
代码参考：
/**
* BASE64加密
*
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
}
/**
* MD5加密
*
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
md5.update(data);
return md5.digest();
}
/**
* SHA加密
*
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
sha.update(data);
return sha.digest();
}
}
/**
* 初始化HMAC密钥
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static String initMacKey() throws Exception {
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
}
/**
* HMAC加密
*
* @param data
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);
Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
mac.init(secretKey);
return mac.doFinal(data);
}
DES加密
DES是一种对称加密（Data Encryption Standard）算法，以前我写过一篇文章：.NET中加密解密相关知识，有过简单描述。
DES算法一般有两个关键点，第一个是加密算法，第二个是数据补位。
加密算法常见的有ECB模式和CBC模式：
ECB模式：电子密本方式，这是JAVA封装的DES算法的默认模式，就是将数据按照8个字节一段进行DES加密或解密得到一段8个字节的密文或者明文，最后一段不足8个字节，则补足8个字节（注意：这里就涉及到数据补位了）进行计算，之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可，各段数据之间互不影响。
CBC模式：密文分组链接方式，这是.NET封装的DES算法的默认模式，它比较麻烦，加密步骤如下：
1、首先将数据按照8个字节一组进行分组得到D1D2......Dn（若数据不是8的整数倍，就涉及到数据补位了）
2、第一组数据D1与向量I异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1（注意：这里有向量I的说法，ECB模式下没有使用向量I）
3、第二组数据D2与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行DES加密，得到第二组密文C2
4、之后的数据以此类推，得到Cn
5、按顺序连为C1C2C3......Cn即为加密结果。
数据补位一般有NoPadding和PKCS7Padding（JAVA中是PKCS5Padding）填充方式，PKCS7Padding和PKCS5Padding实际只是协议不一样，根据相关资料说明：PKCS5Padding明确定义了加密块是8字节，PKCS7Padding加密快可以是1-255之间。但是封装的DES算法默认都是8字节，所以可以认为他们一样。数据补位实际是在数据不满8字节的倍数，才补充到8字节的倍数的填充过程。
NoPadding填充方式：算法本身不填充，比如.NET的padding提供了有None，Zeros方式，分别为不填充和填充0的方式。
PKCS7Padding（PKCS5Padding）填充方式：为.NET和JAVA的默认填充方式，对加密数据字节长度对8取余为r，如r大于0，则补8-r个字节，字节为8-r的值；如果r等于0，则补8个字节8。比如：
加密字符串为为AAA，则补位为AAA55555；加密字符串为BBBBBB，则补位为BBBBBB22；加密字符串为CCCCCCCC，则补位为CCCCCCCC88888888。
.NET中的DES加密
对于.NET，框架在System.Security.Cryptography命名空间下提供了DESCryptoServiceProvider作为System.Security.Cryptography.DES加密解密的包装接口，它提供了如下的4个方法：
public override ICryptoTransform CreateDecryptor(byte[] rgbKey, byte[] rgbIV)
public override ICryptoTransform CreateEncryptor(byte[] rgbKey, byte[] rgbIV)
public override void GenerateIV()
public override void GenerateKey()
从.NET类库封装情况，加解密需要传入一个Key和IV向量。而且Key必须为8字节的数据，否则会直接抛异常出来，当使用ECB模式下，不管传入什么IV向量，加密结果都一样。示例代码如下：
public static string EncryptWithJava(string key, string str)
{
if (key.Length 8 || string.IsNullOrEmpty(str))
{
throw new Exception("加密key小于8或者加密字符串为空！");
}
byte[] bKey = Encoding.UTF8.GetBytes(key.Substring(0, 8));
byte[] bIV = IV;
byte[] bStr = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
try
{
DESCryptoServiceProvider desc = new DESCryptoServiceProvider();
desc.Padding = PaddingMode.PKCS7;//补位
desc.Mode = CipherMode.ECB;//CipherMode.CBC
using (MemoryStream mStream = new MemoryStream())
{
using (CryptoStream cStream = new CryptoStream(mStream, desc.CreateEncryptor(bKey, bIV), CryptoStreamMode.Write))
{
cStream.Write(bStr, 0, bStr.Length);
cStream.FlushFinalBlock();
StringBuilder ret = new StringBuilder();
byte[] res = mStream.ToArray();
foreach (byte b in res)
{
ret.AppendFormat("{0:x2}", b);
}
return ret.ToString();
}
}
}
catch
{
return string.Empty;
}
}
由于为ECB模式，因此IV这里设置什么值都是可以的，当为CBC模式下，则需要设置为其他值，比如：public static byte[] IV = { 0x01， 0x02， 0x03， 0x04， 0x05， 0x06， 0x07， 0x08 }，才能正常加密解密。
JAVA中的DES加密
JAVA的javax.crypto.Cipher包下，提供了加密解密的功能，它的静态getInstance方法，可以返回一个Cipher对象，一般有public static final Cipher getInstance（String transformation）方法，transformation为：algorithm/mode/padding，分别表示算法名称，比如DES，也可以在后面包含算法模式和填充方式，但也可以只是算法名称，如为："DES/CBC/PKCS5Padding"，"DES"等。JAVA中默认的算法为ECB，默认填充方式为PKCS5Padding。Cipher的Init方法用来初始化加密对象，常见的有：
public final void init(int opmode, Key key, AlgorithmParameterSpec params)
public final void init(int opmode,Key key, SecureRandom random)
用SecureRandom时，一般用于不需要IV的算法模式，示例代码如下：
public static String encrypt2(String src) throws Exception {
SecureRandom sr = new SecureRandom();
DESKeySpec ks = new DESKeySpec(KEY.getBytes("UTF-8"));
SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey sk = skf.generateSecret(ks);
Cipher cip = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");//Cipher.getInstance("DES");
IvParameterSpec iv2 = new IvParameterSpec(IV);
cip.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sk, iv2);//IV的方式
//cip.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sk, sr);//没有传递IV
String dest = byteToHex(cip.doFinal(src.getBytes("UTF-8")));
return dest;
}
当默认用DES，JAVA会用ECB模式，因此这里IV向量没有作用，这里，但当用CBC模式下，如果还是用SecureRandom，则每次加密的结果都会不一样，因为JAVA内部会用随机的IV来初始化Cipher对象，如示例代码，由于Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding")使用了CBC，因此我这里用的javax.crypto.spec.IvParameterSpec包下的IvParameterSpec来初始化向量IV：
Private final static byte[] IV = new byte[] {0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01};
总结
对于.NET和JAVA在使用DES对称加密时，需要大家指定一样的算法和填充模式，并且JAVA在写DES加解密算法时，还需要根据创建Cipher对象的不同，正确使用IV向量。在不同系统需要互相数据时，必须要明确的是加密算法，Key和算法模式，再根据不同模式是否需要IV向量，最后是填充模式。
简单的Java加密算法有：
第一种. BASE
Base是网络上最常见的用于传输Bit字节代码的编码方式之一java中常见的对称加密，大家可以查看RFC～RFC，上面有MIME的详细规范。Base编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base来将一个较长的唯一标识符（一般为-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。
第二种. MD
MD即Message-Digest Algorithm （信息-摘要算法），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MD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，MD的前身有MD、MD和MD。广泛用于加密和解密技术，常用于文件校验。校验java中常见的对称加密？不管文件多大，经过MD后都能生成唯一的MD值。好比现在的ISO校验，都是MD校验。怎么用？当然是把ISO经过MD后产生MD的值。一般下载linux-ISO的朋友都见过下载链接旁边放着MD的串。就是用来验证文件是否一致的。
MD算法具有以下特点：
压缩性：任意长度的数据，算出的MD值长度都是固定的。
容易计算：从原数据计算出MD值很容易。
抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改个字节，所得到的MD值都有很大区别。
弱抗碰撞：已知原数据和其MD值，想找到一个具有相同MD值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD值，是非常困难的。
MD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MD以外，其中比较有名的还有sha-、RIPEMD以及Haval等。
第三种.SHA
安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于^位的消息，SHA会产生一个位的消息摘要。该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，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。散列函数值可以说是对明文的一种“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。
SHA-与MD的比较
因为二者均由MD导出，SHA-和MD彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：
对强行攻击的安全性：最显著和最重要的区别是SHA-摘要比MD摘要长 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD是^数量级的操作，而对SHA-则是^数量级的操作。这样，SHA-对强行攻击有更大的强度。
对密码分析的安全性：由于MD的设计，易受密码分析的攻击，SHA-显得不易受这样的攻击。
速度：在相同的硬件上，SHA-的运行速度比MD慢。
第四种.HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。
加密解密并非java才有的，所有编程语言都有加密和解密。
目前的加密解密主要可分为以下2大类：
对称秘钥加密：如DES算法，3DES算法，TDEA算法，Blowfish算法，RC5算法，IDEA算法等。其主要特点是加密方和解密方都有同一个密码，加密方和解密方可以使用秘钥任意加密解密。
非对称密码加密：这种加密方式加密方仅有加密秘钥，对加密后的密文无法反向解密，解密方仅有解密秘钥，无法对明文进行加密。
另外还有一些摘要算法，比如MD5和HASH此类算法不可逆，但经常用来作为确认字段或者对一些重要匹配信息签名防止明文内容被修改。
JAVA和.NET的系统类库里都有封装DES对称加密的实现方式，但是对外暴露的接口却各不相同，甚至有时会让自己难以解决其中的问题，比如JAVA加密后的结果在.NET中解密不出来等，由于最近项目有跨JAVA和.NET的加解密，经过我的分析调试，终于让它们可以互相加密解密了。
DES加密
DES是一种对称加密(Data Encryption Standard)算法，以前我写过一篇文章：.NET中加密解密相关知识，有过简单描述。
DES算法一般有两个关键点，第一个是加密算法，第二个是数据补位。
加密算法常见的有ECB模式和CBC模式：
ECB模式：电子密本方式，这是JAVA封装的DES算法的默认模式，就是将数据按照8个字节一段进行DES加密或解密得到一段8个字节的密文或者明文，最后一段不足8个字节，则补足8个字节（注意：这里就涉及到数据补位了）进行计算，之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可，各段数据之间互不影响。
CBC模式：密文分组链接方式，这是.NET封装的DES算法的默认模式，它比较麻烦，加密步骤如下：
1、首先将数据按照8个字节一组进行分组得到D1D2......Dn（若数据不是8的整数倍，就涉及到数据补位了）
2、第一组数据D1与向量I异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1（注意：这里有向量I的说法，ECB模式下没有使用向量I）
3、第二组数据D2与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行DES加密，得到第二组密文C2
4、之后的数据以此类推，得到Cn
5、按顺序连为C1C2C3......Cn即为加密结果。
数据补位一般有NoPadding和PKCS7Padding(JAVA中是PKCS5Padding)填充方式，PKCS7Padding和PKCS5Padding实际只是协议不一样，根据相关资料说明：PKCS5Padding明确定义了加密块是8字节，PKCS7Padding加密快可以是1-255之间。但是封装的DES算法默认都是8字节，所以可以认为他们一样。数据补位实际是在数据不满8字节的倍数，才补充到8字节的倍数的填充过程。
NoPadding填充方式：算法本身不填充，比如.NET的padding提供了有None，Zeros方式，分别为不填充和填充0的方式。
PKCS7Padding（PKCS5Padding）填充方式：为.NET和JAVA的默认填充方式，对加密数据字节长度对8取余为r，如r大于0，则补8-r个字节，字节为8-r的值；如果r等于0，则补8个字节8。比如：
加密字符串为为AAA，则补位为AAA55555;加密字符串为BBBBBB，则补位为BBBBBB22；加密字符串为CCCCCCCC，则补位为CCCCCCCC88888888。
参考资料
产品的开发快则一个月，慢则一年，那么如何杜绝市面上各种山寨也成为了我们必须要关注的问题，加密芯片可以做到这点，在保障开发者权益的同时也保护了消费者权益，KEROS加密芯片作为该领域的领头者，一直在尽力贡献一份力。
接口：标准I2C协议接口
算法: 标准AES256 / KAS算法
特殊接口：Random Stream Cipher for Interface
温度: 工业级 -40°c ~ +85°c
擦写次数：100K Cycle
本文标签：java中常见的对称加密
