加密解密(DES)

原创

一百减一是零

发布于 2024-07-30 13:10:52

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发布于 2024-07-30 13:10:52

文章被收录于专栏：加密解密

DES

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它是最早被广泛采用的加密标准之一。下面是DES算法的特点、算法原理和应用场景的详细介绍，并提供了使用Java代码实现DES加密和解密的示例。

特点：

对称加密算法：DES使用相同的密钥进行加密和解密，因此被称为对称加密算法。

密钥长度：DES密钥长度为56位，较短，容易被暴力破解。

块加密算法：DES将明文分成64位的块，并对每个块进行加密。

安全性：由于DES密钥长度较短，现在已经不再被认为是安全的加密算法，易受到暴力破解和密码分析的攻击。

算法原理：

初始置换（Initial Permutation）：将明文按照一定规则进行初始置换。

轮函数（Round Function）：DES使用16轮迭代，每轮包括扩展置换、密钥混合、S盒替换和P盒置换等操作。

密钥生成算法（Key Generation Algorithm）：根据初始密钥生成16个子密钥，用于每轮的密钥混合操作。

逆置换（Final Permutation）：将加密后的数据进行逆置换，得到最终的密文。

应用场景：

早期的数据加密：DES在过去被广泛应用于数据加密领域，例如金融机构中的数据传输和存储。

学术研究和教学：DES作为经典的加密算法，被用于学术研究和教学目的，用于介绍对称加密算法的基本原理和操作。

加密算法的演进：DES的演进算法3DES（Triple DES）在一些特定场景中仍然被使用，例如遗留系统的兼容性需求。

代码示例：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Base64;
 
public class DESExample {
    /**
     * 创建密钥规范
     */
    public static final String DES_KEY = "DES";
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //加密的字符串
            String plainText = "Hello, World!";
            //秘钥    我验证看了下 是只能8位
            String secretKey = "!W@#Ds12";
            // 加密
            String encryptedText = encrypt(plainText, secretKey);
            System.out.println("加密后的文本：" + encryptedText);
            // 解密
            String decryptedText = decrypt(encryptedText, secretKey);
            System.out.println("解密后的文本：" + decryptedText);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    /**
     * 加密
     *
     * @param plainText 加密的字符串
     * @param secretKey 秘钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encrypt(String plainText, String secretKey) throws Exception {
        SecretKey key = generateKey(secretKey);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES_KEY);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
    }
 
    /**
     * 解密
     *
     * @param encryptedText 加密的密文
     * @param secretKey     秘钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String decrypt(String encryptedText, String secretKey) throws Exception {
        SecretKey key = generateKey(secretKey);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES_KEY);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] encryptedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
    }
 
    /**
     * 设置秘钥格式
     *
     * @param secretKey 密文
     * @return
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     */
    public static SecretKey generateKey(String secretKey) throws NoSuchAlgorithmException {
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(DES_KEY);
        keyGenerator.init(56);//秘钥长度
        return new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), DES_KEY);
    }
}