一、对称加密与非对称加密

1、对称加密

对称加密采用了对称密码编码技术，它的特点是文件加密和解密使用相同的密钥加密，这种方法在密码学中叫做对称加密算法，对称加密算法使用起来简单快捷，密钥较短，且破译困难，除了数据加密标准（DES），另一个对称密钥加密系统是国际数据加密算法（IDEA），它比DES的加密性好，而且对计算机功能要求也没有那么高。

常见的对称加密算法有DES、3DES、Blowfish、IDEA、RC4、RC5、RC6和AES

2、非对称加密

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。

3、对称加密与非对称加密的区别

1、加密和解密过程不同
对称加密的加密过程和解密过程使用的同一个密钥，加密过程相当于用原文+密钥可以传输出密文，同时解密过程用密文-密钥可以推导出原文。
但非对称加密采用了两个密钥，一般使用公钥进行加密，使用私钥进行解密。
2、加密解密速度不同
对称加密解密的速度比较快，适合数据比较长时的使用。
非对称加密和解密花费的时间长、速度相对较慢，只适合对少量数据的使用。
3、传输的安全性不同
对称加密的过程中无法确保密钥被安全传递，密文在传输过程中是可能被第三方截获的，如果密码本也被第三方截获，则传输的密码信息将被第三方破获，安全性相对较低。
非对称加密算法中私钥是基于不同的算法生成不同的随机数，私钥通过一定的加密算法推导出公钥，但私钥到公钥的推导过程是单向的，也就是说公钥无法反推导出私钥。所以安全性较高。

二、加密算法实例

1、MD5加密单向加密

MD5是一种单向加密算法，只能加密不能解密
MD5 主要用做数据一致性验证、数字签名和安全访问认证，而不是用作加密。

package com.example.demo.password;import org.springframework.util.DigestUtils;import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;public class MD5Util {/*** java自带jar工具 java.security.MessageDigest 实现** @param text  要加密的字符串* @param rad   进制：比如 16、32* @param isUpp 是否转换为大写* @return*/public static String strToMD5(String text, int rad, boolean isUpp) {MessageDigest messageDigest = null;try {//通过MessageDigest类来的静态方法getInstance获取MessageDigest对象messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");} catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();}// 4、获取明文字符串对应的字节数组byte[] input = text.getBytes();// 5、执行加密messageDigest.update(input);//这里也可以直接使用byte[] output = messageDigest.digest(input)方法来进行加密，就省略了上面的update方法了byte[] output = messageDigest.digest();// 6、创建BigInteger对象// signum为1表示正数、-1表示负数、0表示0。不写默认表示正数int signum = 1;BigInteger bigInteger = new BigInteger(signum, output);// 7、按照16进制(或32进制)将bigInteger转为字符串return isUpp ? bigInteger.toString(rad).toUpperCase() : bigInteger.toString(rad);}/*** spring自带的工具 org.springframework.util.DigestUtils 实现** @param text* @return 16进制*/public static String _strToMD5(String text) {return DigestUtils.md5DigestAsHex(text.getBytes());}public static void main(String[] args) {String str = "hello";System.out.println(strToMD5(str, 16, true));System.out.println(_strToMD5(str));System.out.println(strToMD5(str, 16, false).equals(_strToMD5(str)));}
}

2、Base64加密解密

Java 8 内置了 Base64 编码的编码器和解码器。
Base64工具类提供了一套静态方法获取下面三种BASE64编解码器：

基本：输出被映射到一组字符A-Za-z0-9+/，编码不添加任何行标，输出的解码仅支持A-Za-z0-9+/。
URL：输出映射到一组字符A-Za-z0-9+_，输出是URL和文件。
MIME：输出隐射到MIME友好格式。输出每行不超过76字符，并且使用’\r’并跟随’\n’作为分割。编码输出最后没有行分割。

static class Base64.Decoder：该类实现一个解码器用于，使用 Base64 编码来解码字节数据。
static class Base64.Encoder：该类实现一个编码器，使用 Base64 编码来编码字节数据。

package com.example.demo.password;import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Base64;
import java.util.UUID;public class Base64Util {public static void main(String[] args) throws Exception {String text = "hello";try {/*** static Base64.Encoder getEncoder()* 返回一个 Base64.Encoder ，编码使用基本型 base64 编码方案。*/String base64encodedString = Base64.getEncoder().encodeToString(text.getBytes("utf-8"));System.out.println("Base64 编码字符串 (基本) :" + base64encodedString);/*** static Base64.Decoder getDecoder()* 返回一个 Base64.Decoder ，解码使用基本型 base64 编码方案。*/byte[] base64decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(base64encodedString);System.out.println("原始字符串: " + new String(base64decodedBytes, "utf-8"));/*** static Base64.Encoder getUrlEncoder()* 返回一个 Base64.Encoder ，编码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。*/base64encodedString = Base64.getUrlEncoder().encodeToString(text.getBytes("utf-8"));System.out.println("Base64 编码字符串 (URL) :" + base64encodedString);/*** static Base64.Decoder getUrlDecoder()* 返回一个 Base64.Decoder ，解码使用 URL 和文件名安全型 base64 编码方案。*/byte[] base64decodedBytes2 = Base64.getUrlDecoder().decode(base64encodedString);System.out.println("原始字符串: " + new String(base64decodedBytes2, "utf-8"));StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();for (int i = 0; i < 10; ++i) {stringBuilder.append(UUID.randomUUID().toString());}byte[] mimeBytes = stringBuilder.toString().getBytes("utf-8");String mimeEncodedString = Base64.getMimeEncoder().encodeToString(mimeBytes);System.out.println("Base64 编码字符串 (MIME) :" + mimeEncodedString);}catch(UnsupportedEncodingException e){System.out.println("Error :" + e.getMessage());}}
}

Base 64主要用途不是加密，而是把一些二进制数转成普通字符，方便在网络上传输。由于一些二进制字符在传输协议中属于控制字符，不能直接传送，所以需要转换一下才可以。由于某些系统中只能使用ASCII字符，Base64就是用来将非ASCII字符的数据转换成ASCII字符的一种方法，Base64特别适合在http，mime协议下快速传输数据。比如网络中图片的传输。

package com.example.demo.password;import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Base64;public class ImgToBase64String {/*** 图片转base64* @param filePath 图片文件路径* @return*/public static String toBase64String(String filePath){if (null == filePath || 0 == filePath.length()){throw new RuntimeException("图片路径不能为空！！");}InputStream in = null;byte[] data = null;try {//读取图片字节数组in = new FileInputStream(filePath);data = new byte[in.available()];in.read(data);in.close();}catch (IOException e){e.printStackTrace();}StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("data:image/jpg;base64,");sb.append(Base64.getEncoder().encodeToString(data));//对字节数组Base64编码，返回Base64编码过的字节数组字符串return sb.toString();}public static void main(String[] args) {System.out.println(toBase64String("D:\\下载\\desktop.png"));}
}

3、DES对称加密解密

因jdk1.8自带的base64有所不同，使用jdk其他版本是可适当自行修改。

package com.example.demo.password;import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;public class DESUtil {public static Key setKey(String strKey) {Key key = null;try {KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("DES");generator.init(new SecureRandom(strKey.getBytes())); // 根据参数生成keykey = generator.generateKey();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return key;}/*** @param source 编码内容* @param key 密钥* @param charSet 编码格式* @return*/public static String encrypt(String source, String key, String charSet) {String encrypt = null;try {byte[] ret = encrypt(source.getBytes(charSet), key);encrypt = new String(Base64.getEncoder().encode(ret));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();encrypt = null;}return encrypt;}/*** @param encryptedData 解码内容* @param key 密钥* @param charSet 编码格式* @return*/public static String decrypt(String encryptedData, String key, String charSet) {String descryptedData = null;try {byte[] ret = descrypt(Base64.getDecoder().decode(encryptedData.getBytes()), key);descryptedData = new String(ret, charSet);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();descryptedData = null;}return descryptedData;}private static byte[] encrypt(byte[] primaryData, String key) {Key desKey = setKey(key);try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES"); // Cipher对象实际完成加密操作cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, desKey); // 用密钥初始化Cipher对象(加密)return cipher.doFinal(primaryData);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return null;}}private static byte[] descrypt(byte[] encryptedData, String key) {Key desKey = setKey(key);try {Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES"); // Cipher对象实际完成解密操作cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, desKey); // 用密钥初始化Cipher对象(解密)return cipher.doFinal(encryptedData);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return null;}}public static void main(String[] args) {String code = "hello world";String key = "thisisakey";String unicode = "utf-8";String encrypt = encrypt(code, key, unicode);String decrypt = decrypt(encrypt, key, unicode);System.out.println("原内容：" + code);System.out.println("加密：" + encrypt);System.out.println("解密：" + decrypt);}
}

4、AES对称加密解密

AES 与 DES 一样，一共有四种加密模式：电子密码本模式（ECB）、加密分组链接模式（CBC）、加密反馈模式（CFB）和输出反馈模式（OFB）。

package com.example.demo.password;import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;public class AESUtil {//指定为AES算法,不区分大小写private static final String KEY_ALGORITHM = "AES";private static final String CHARSET_NAME = "utf-8";/** 加密 1.构造密钥生成器 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器 3.产生密钥 4.创建和初始化密码器 5.内容加密 6.返回字符串*/public static String AESEncode(String encodeRules, String content) {try {// 1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);// 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器// 生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组//keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");secureRandom.setSeed(encodeRules.getBytes());keygen.init(128, secureRandom);// 3.产生原始对称密钥SecretKey original_key = keygen.generateKey();// 4.获得原始对称密钥的字节数组byte[] raw = original_key.getEncoded();// 5.根据字节数组生成AES密钥SecretKey key = new SecretKeySpec(raw, KEY_ALGORITHM);// 6.根据指定算法AES自成密码器Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);// 7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEYcipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);// 8.获取加密内容的字节数组(这里要设置为utf-8)不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码byte[] byte_encode = content.getBytes(CHARSET_NAME);// 9.根据密码器的初始化方式--加密：将数据加密byte[] byte_AES = cipher.doFinal(byte_encode);// 10.将加密后的数据转换为字符串// 这里用Base64Encoder中会找不到包// 解决办法：// 在项目的Build path中先移除JRE System Library，再添加库JRE System Library，重新编译后就一切正常了。String AES_encode = new String(Base64.getEncoder().encodeToString(byte_AES));// 11.将字符串返回return AES_encode;} catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchPaddingException e) {e.printStackTrace();} catch (InvalidKeyException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalBlockSizeException e) {e.printStackTrace();} catch (BadPaddingException e) {e.printStackTrace();} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}// 如果有错就返加nulllreturn null;}/** 解密 解密过程： 1.同加密1-4步 2.将加密后的字符串反纺成byte[]数组 3.将加密内容解密*/public static String AESDncode(String encodeRules, String content) {try {// 1.构造密钥生成器，指定为AES算法,不区分大小写KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);// 2.根据ecnodeRules规则初始化密钥生成器// 生成一个128位的随机源,根据传入的字节数组//keygen.init(128, new SecureRandom(encodeRules.getBytes()));SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");secureRandom.setSeed(encodeRules.getBytes());keygen.init(128, secureRandom);// 3.产生原始对称密钥SecretKey original_key = keygen.generateKey();// 4.获得原始对称密钥的字节数组byte[] raw = original_key.getEncoded();// 5.根据字节数组生成AES密钥SecretKey key = new SecretKeySpec(raw, KEY_ALGORITHM);// 6.根据指定算法AES自成密码器Cipher cipher = Cipher.getInstance(KEY_ALGORITHM);// 7.初始化密码器，第一个参数为加密(Encrypt_mode)或者解密(Decrypt_mode)操作，第二个参数为使用的KEYcipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);// 8.将加密并编码后的内容解码成字节数组byte[] byte_content = Base64.getDecoder().decode(content);/** 解密*/byte[] byte_decode = cipher.doFinal(byte_content);String AES_decode = new String(byte_decode, CHARSET_NAME);return AES_decode;} catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchPaddingException e) {e.printStackTrace();} catch (InvalidKeyException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalBlockSizeException e) {e.printStackTrace();} catch (BadPaddingException e) {e.printStackTrace();}// 如果有错就返加nulllreturn null;}public static void main(String[] args) {String encodeRules = "thisisrule";String text = "hello word";String encodeText = AESEncode(encodeRules, text);System.out.println("加密后的密文是：" + encodeText);System.out.println("解密后的内容是：" + AESDncode(encodeRules, encodeText));}
}

5、非对称加密——RSA

RSA密钥对生成：http://web.chacuo.net/netrsakeypair
在线加密解密：http://encode.chahuo.com/
RSA算法是一种非对称加密算法，RSA 加密主要有这么几步：生成密钥对、公开公钥、公钥加密私钥解密、私钥加密公钥解密。

package com.example.demo.password;import org.apache.commons.codec.binary.Base64;import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;public class RSAUtil {private static final String CHARSET_NAME = "utf-8";private static final String TYPE = "RSA";/*** RSA公钥加密** @param str       加密字符串* @param publicKey 公钥* @return 密文* @throws Exception 加密过程中的异常信息*/public static String encrypt(String str, String publicKey) throws Exception {//base64编码的公钥byte[] decoded = Base64.decodeBase64(publicKey);RSAPublicKey pubKey = (RSAPublicKey) KeyFactory.getInstance(TYPE).generatePublic(new X509EncodedKeySpec(decoded));//RSA加密Cipher cipher = Cipher.getInstance(TYPE);cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey);String outStr = Base64.encodeBase64String(cipher.doFinal(str.getBytes(CHARSET_NAME)));return outStr;}/*** RSA私钥解密** @param str        加密字符串* @param privateKey 私钥* @return 铭文* @throws Exception 解密过程中的异常信息*/public static String decrypt(String str, String privateKey) throws Exception {//64位解码加密后的字符串byte[] inputByte = Base64.decodeBase64(str.getBytes(CHARSET_NAME));//base64编码的私钥byte[] decoded = Base64.decodeBase64(privateKey);RSAPrivateKey priKey = (RSAPrivateKey) KeyFactory.getInstance(TYPE).generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(decoded));//RSA解密Cipher cipher = Cipher.getInstance(TYPE);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, priKey);String outStr = new String(cipher.doFinal(inputByte));return outStr;}public static void main(String[] args) throws Exception {String publicKey = "MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQDKalqxfHXrZ0JZdLd2+BLhNS6bZxVyCOXvzFd0xCyX4oX/IbglKp9BGxQYaNl7stlHkQmMYBTAkIj0mAQzOVkqisYDevxKA5Yeitnim8R+N+a1SYaoQCfHLbCmMg4ZP0xaC30rA3DSMbEWQTD7p/g6v3sZevQUDVUcge9oaif9AQIDAQAB";String privateKey = "MIICeAIBADANBgkqhkiG9w0BAQEFAASCAmIwggJeAgEAAoGBAMpqWrF8detnQll0t3b4EuE1LptnFXII5e/MV3TELJfihf8huCUqn0EbFBho2Xuy2UeRCYxgFMCQiPSYBDM5WSqKxgN6/EoDlh6K2eKbxH435rVJhqhAJ8ctsKYyDhk/TFoLfSsDcNIxsRZBMPun+Dq/exl69BQNVRyB72hqJ/0BAgMBAAECgYEAwOZKOArcddKaMJZCoWYY1/bOy9qZXWuNddHPJsAtnzGJcXK5AvJzgqBDrl99o5z15HYcG2MVY85aNn8IwahNh8CpFF8At7O2hVz1sTER2MPeiV5324BGOCPUkT4lY2iT2Dq6hXraZDI9sovit4FnfFlWH9nMOV5ckBvm5ypcCoECQQD/YLgSqXEERuu5qjU+PBCBKqbtOq5+EBNwLb9isxTPjRPoQ98sEzWsbyeLrc73Cjql5vU1io9rsG3IiYdEvFn9AkEAyuiaK95pbILOqK096d3Gt9oz0fqc5K4c9V44anaFzkEOysZlO3o1iZxqjfHdBlJiE4j0fq52+s+L9riqFbNMVQJATL3V0tXUPoLJZ3u8kD0ggJA+pV9S/FL8ZGN69b/26v/sEYoD0IzdPjoQ2iqa3SXXxe8HlNVUj/nuo6qgWYl4SQJBAJsXsYfoh7JeRXHegV15m8O5sDRGl5efkhjmfL67e0kMpy7M+GG+5p8ZhMScYzHK1JZT73XJCr5o13Ws7qyJkMUCQQD2EaVPOG+5M0VbzGGG820NRk9omSwO3GdSf4HZ6JWmeGk0FJN4NfAHnD8nA5L/HP+muqCdYQtYD068oZrNSabP";String text = "hello world";String encodeText = encrypt(text, publicKey);System.out.println("加密后：" + encodeText);System.out.println("解密后：" + decrypt(encodeText, privateKey));}
}

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