◆JAVA加密解密-DES

DES算法提供CBC, OFB, CFB, ECB四种模式，MAC是基于ECB实现的。

一、数据补位

DES数据加解密就是将数据按照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，按照需求补足8个字节（通常补00或者FF，根据实际要求不同）进行计算，之后按照顺序将计算所得的数据连在一起即可。

这里有个问题就是为什么要进行数据补位？主要原因是DES算法加解密时要求数据必须为8个字节。

二、ECB模式

DES ECB（电子密本方式）其实非常简单，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，按照需求补足8个字节进行计算，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。

三、CBC模式

DES CBC（密文分组链接方式）有点麻烦，它的实现机制使加密的各段数据之间有了联系。其实现的机理如下：

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，用指定的PADDING数据补位）

2）第一组数据D1与初始化向量I异或后的结果进行DES加密得到第一组密文C1（初始化向量I为全零）

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。

解密是加密的逆过程，步骤如下：

1）首先将数据按照8个字节一组进行分组得到C1C2C3......Cn

2）将第一组数据进行解密后与初始化向量I进行异或得到第一组明文D1（注意：一定是先解密再异或）

3）将第二组数据C2进行解密后与第一组密文数据进行异或得到第二组数据D2

4）之后依此类推，得到Dn

5）按顺序连为D1D2D3......Dn即为解密结果。

这里注意一点，解密的结果并不一定是我们原来的加密数据，可能还含有你补得位，一定要把补位去掉才是你的原来的数据。

  1 **

  2 * DES算法

  3 */

  4 public class DES {

  5    /**

  6    *

  7    * @return DES算法密钥

  8    */

  9    public static byte[] generateKey() {

 10         try {

 11

 12             // DES算法要求有一个可信任的随机数源

 13             SecureRandom sr = new SecureRandom();

 14

 15             // 生成一个DES算法的KeyGenerator对象

 16             KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DES");

 17             kg.init(sr);

 18

 19             // 生成密钥

 20             SecretKey secretKey = kg.generateKey();

 21

 22             // 获取密钥数据

 23             byte[] key = secretKey.getEncoded();

 24

 25             return key;

 26         } catch (NoSuchAlgorithmException e) {

 27             System.err.println("DES算法，生成密钥出错!");

 28             e.printStackTrace();

 29         }

 30

 31         return null;

 32    }

 33

 34    /**

 35    * 加密函数

 36    *

 37    * @param data

 38    *            加密数据

 39    * @param key

 40    *            密钥

 41    * @return 返回加密后的数据

 42    */

 43    public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) {

 44

 45         try {

 46

 47             // DES算法要求有一个可信任的随机数源

 48             SecureRandom sr = new SecureRandom();

 49

 50             // 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象

 51             DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

 52

 53             // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成

 54             // 一个SecretKey对象

 55             SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

 56             SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

 57

 58             // using DES in ECB mode

 59             Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");

 60

 61             // 用密匙初始化Cipher对象

 62             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, sr);

 63

 64             // 执行加密操作

 65             byte encryptedData[] = cipher.doFinal(data);

 66

 67             return encryptedData;

 68         } catch (Exception e) {

 69             System.err.println("DES算法，加密数据出错!");

 70             e.printStackTrace();

 71         }

 72

 73         return null;

 74    }

 75

 76    /**

 77    * 解密函数

 78    *

 79    * @param data

 80    *            解密数据

 81    * @param key

 82    *            密钥

 83    * @return 返回解密后的数据

 84    */

 85    public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) {

 86         try {

 87             // DES算法要求有一个可信任的随机数源

 88             SecureRandom sr = new SecureRandom();

 89

 90             // byte rawKeyData[] = /* 用某种方法获取原始密匙数据 */;

 91

 92             // 从原始密匙数据创建一个DESKeySpec对象

 93             DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

 94

 95             // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec对象转换成

 96             // 一个SecretKey对象

 97             SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

 98             SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

 99

100             // using DES in ECB mode

101             Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");

102

103             // 用密匙初始化Cipher对象

104             cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, sr);

105

106             // 正式执行解密操作

107             byte decryptedData[] = cipher.doFinal(data);

108

109             return decryptedData;

110         } catch (Exception e) {

111             System.err.println("DES算法，解密出错。");

112             e.printStackTrace();

113         }

114

115         return null;

116    }

117

118    /**

119    * 加密函数

120    *

121    * @param data

122    *            加密数据

123    * @param key

124    *            密钥

125    * @return 返回加密后的数据

126    */

127    public static byte[] CBCEncrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv) {

128

129         try {

130             // 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象

131             DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

132

133             // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成

134             // 一个SecretKey对象

135             SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

136             SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

137

138             // Cipher对象实际完成加密操作

139             Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");

140             // 若采用NoPadding模式，data长度必须是8的倍数

141             // Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/NoPadding");

142

143             // 用密匙初始化Cipher对象

144             IvParameterSpec param = new IvParameterSpec(iv);

145             cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, param);

146

147             // 执行加密操作

148             byte encryptedData[] = cipher.doFinal(data);

149

150             return encryptedData;

151         } catch (Exception e) {

152             System.err.println("DES算法，加密数据出错!");

153             e.printStackTrace();

154         }

155

156         return null;

157    }

158

159    /**

160    * 解密函数

161    *

162    * @param data

163    *            解密数据

164    * @param key

165    *            密钥

166    * @return 返回解密后的数据

167    */

168    public static byte[] CBCDecrypt(byte[] data, byte[] key, byte[] iv) {

169         try {

170             // 从原始密匙数据创建一个DESKeySpec对象

171             DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

172

173             // 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec对象转换成

174             // 一个SecretKey对象

175             SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");

176             SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);

177

178             // using DES in CBC mode

179             Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");

180             // 若采用NoPadding模式，data长度必须是8的倍数

181             // Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/NoPadding");

182

183             // 用密匙初始化Cipher对象

184             IvParameterSpec param = new IvParameterSpec(iv);

185             cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, param);

186

187             // 正式执行解密操作

188             byte decryptedData[] = cipher.doFinal(data);

189

190             return decryptedData;

191         } catch (Exception e) {

192             System.err.println("DES算法，解密出错。");

193             e.printStackTrace();

194         }

195

196         return null;

197    }

198

199    public static void main(String[] args) {

200         try {

201             byte[] key = "11111111".getBytes();

202             byte[] iv = "22222222".getBytes();

203             byte[] data = DES.encrypt("ebc mode test".getBytes(), key);

204             System.out.print("EBC mode:");

205             System.out.println(new String(DES.decrypt(data, key)));

206             System.out.print("CBC mode:");

207             data = DES.CBCEncrypt("cbc mode test".getBytes(), key, iv);

208             System.out.println(new String(DES.CBCDecrypt(data, key, iv)));

209

210         } catch (Exception e) {

211             e.printStackTrace();

212         }

213    }

214 }

DES的几种填补方式
DES是对64位数据的加密算法，如数据位数不足64位的倍数，需要填充，补充到64位的倍数。

NoPadding
API或算法本身不对数据进行处理，加密数据由加密双方约定填补算法。例如若对字符串数据进行加解密，可以补充\0或者空格，然后trim

PKCS5Padding
加密前：数据字节长度对8取余，余数为m，若m>0,则补足8-m个字节，字节数值为8-m，即差几个字节就补几个字节，字节数值即为补充的字节数，若为0则补充8个字节的8
解密后：取最后一个字节，值为m，则从数据尾部删除m个字节，剩余数据即为加密前的原文

因为DES是一种block cipher，一个block要8个字节，所以要加密的东西要分成8字节的整数倍，不足的就填充。
PKCS5Padding这种填充，填的字节代表所填字节的总数：

巴特西

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