(注:本文不深入探討3DES的加密原理,只着重說明在Java中使用3DES加密解密以及常見問題)
從數據安全談起
當你使用網銀時,是否擔心你的銀行卡會被盜用?
當你和朋友用QQ進行聊天時,是否擔心你的隱私會被泄露?
作為開發者,編寫安全的代碼比編寫優雅的代碼更重要,因為安全是一切應用之根本!為了確保數據不被侵犯,數據加密/解密技術運用而生。 ——摘錄自《Java加密解密的藝術》
所以為了確保數據傳輸和數據存儲的安全,我們可以通過特定的算法,將數據明文加密成復雜的密文。
眾多的加密手段大致可以分為單項加密和雙向加密。單項加密指通過對數據進行摘要計算生成密文,密文不可逆推還原,比如有Base64、MD5、SHA等;雙向加密則相反,指可以把密文逆推還原成明文,其中雙向加密又分為對稱加密和非對稱加密。對稱加密是指數據使用者必須擁有同樣的密鑰才可以進行加密解密,就像大家共同約定了一組暗號一樣,對稱加密的手段有DES、3DES、AES、IDEA、RC4、RC5等;而非對稱加密相對於對稱加密而言,無需擁有同一組密鑰,它是一種“信息公開的密鑰交換協議”。非對稱加密需要公開密鑰和私有密鑰兩組密鑰,公開密鑰和私有密鑰是配對起來的,也就是說使用公開密鑰進行數據加密,只有對應的私有密鑰才能進行解密。此類的加密手段有RSA、DSA等。
【密碼學常用術語】
明文:未加密的數據
密文:明文經過加密后的數據
加密:將明文轉換為密文的過程
解密:將密文轉換為明文的過程
加密算法:將明文轉換為密文的轉換算法
解密算法:將密文轉換為明文的轉換算法
加密密鑰:用於加密算法進行加密操作的密鑰
解密密鑰:用於解密算法進行解密操作的密鑰
初識3DES
3DES,也稱為3DESede或TripleDES,是三重數據加密,且可以逆推的一種算法方案。
1975年美國IBM公司成功研究並發布了DES加密算法,但DES密碼長度容易被暴力破解,通過對DES算法進行改進,針對每個數據塊進行三次DES加密,也就是3DES加密算法。
但由於3DES的算法是公開的,所以算法本身沒什么秘密可言,主要依靠唯一密鑰來確保數據加密解密的安全。
有人可能會問,那3DES到底安不安全呢?!目前為止,還沒有人能破解3DES,所以你要是能破解它,都足以震驚整個信息安全界了……
【Java使用3DES加密解密的流程】
①傳入共同約定的密鑰(keyBytes)以及算法(Algorithm),來構建SecretKey密鑰對象
SecretKey deskey = new SecretKeySpec(keyBytes, Algorithm);
②根據算法實例化Cipher對象。它負責加密/解密
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
③傳入加密/解密模式以及SecretKey密鑰對象,實例化Cipher對象
c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
④傳入字節數組,調用Cipher.doFinal()方法,實現加密/解密,並返回一個byte字節數組
c1.doFinal(src);
3DES案例
—SecretUtils.java(3DES加密解密的工具類)—
1 package my3des;
2
3 import java.io.UnsupportedEncodingException;
4
5 import javax.crypto.Cipher;
6 import javax.crypto.SecretKey;
7 import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
8
9
10 /**
11 * SecretUtils {3DES加密解密的工具類 }
12 * @author William
13 * @date 2013-04-19
14 */
15 public class SecretUtils {
16
17 //定義加密算法,有DES、DESede(即3DES)、Blowfish
18 private static final String Algorithm = "DESede";
19 private static final String PASSWORD_CRYPT_KEY = "2012PinganVitality075522628888ForShenZhenBelter075561869839";
20
21
22 /**
23 * 加密方法
24 * @param src 源數據的字節數組
25 * @return
26 */
27 public static byte[] encryptMode(byte[] src) {
28 try {
29 SecretKey deskey = new SecretKeySpec(build3DesKey(PASSWORD_CRYPT_KEY), Algorithm); //生成密鑰
30 Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm); //實例化負責加密/解密的Cipher工具類
31 c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey); //初始化為加密模式
32 return c1.doFinal(src);
33 } catch (java.security.NoSuchAlgorithmException e1) {
34 e1.printStackTrace();
35 } catch (javax.crypto.NoSuchPaddingException e2) {
36 e2.printStackTrace();
37 } catch (java.lang.Exception e3) {
38 e3.printStackTrace();
39 }
40 return null;
41 }
42
43
44 /**
45 * 解密函數
46 * @param src 密文的字節數組
47 * @return
48 */
49 public static byte[] decryptMode(byte[] src) {
50 try {
51 SecretKey deskey = new SecretKeySpec(build3DesKey(PASSWORD_CRYPT_KEY), Algorithm);
52 Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
53 c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey); //初始化為解密模式
54 return c1.doFinal(src);
55 } catch (java.security.NoSuchAlgorithmException e1) {
56 e1.printStackTrace();
57 } catch (javax.crypto.NoSuchPaddingException e2) {
58 e2.printStackTrace();
59 } catch (java.lang.Exception e3) {
60 e3.printStackTrace();
61 }
62 return null;
63 }
64
65
66 /*
67 * 根據字符串生成密鑰字節數組
68 * @param keyStr 密鑰字符串
69 * @return
70 * @throws UnsupportedEncodingException
71 */
72 public static byte[] build3DesKey(String keyStr) throws UnsupportedEncodingException{
73 byte[] key = new byte[24]; //聲明一個24位的字節數組,默認里面都是0
74 byte[] temp = keyStr.getBytes("UTF-8"); //將字符串轉成字節數組
75
76 /*
77 * 執行數組拷貝
78 * System.arraycopy(源數組,從源數組哪里開始拷貝,目標數組,拷貝多少位)
79 */
80 if(key.length > temp.length){
81 //如果temp不夠24位,則拷貝temp數組整個長度的內容到key數組中
82 System.arraycopy(temp, 0, key, 0, temp.length);
83 }else{
84 //如果temp大於24位,則拷貝temp數組24個長度的內容到key數組中
85 System.arraycopy(temp, 0, key, 0, key.length);
86 }
87 return key;
88 }
89 }
—Main.java(測試類)—
1 package my3des;
2
3 public class Main {
4
5 /**
6 * @param args
7 */
8 public static void main(String[] args) {
9 String msg = "3DES加密解密案例";
10 System.out.println("【加密前】:" + msg);
11
12 //加密
13 byte[] secretArr = SecretUtils.encryptMode(msg.getBytes());
14 System.out.println("【加密后】:" + new String(secretArr));
15
16 //解密
17 byte[] myMsgArr = SecretUtils.decryptMode(secretArr);
18 System.out.println("【解密后】:" + new String(myMsgArr));
19 }
20 }
補充說明
· 3DES的密鑰必須是24位的byte數組
隨便拿一個String.getBytes()是不行的,會報如下錯誤
java.security.InvalidKeyException: Invalid key length: 59 bytes
解決方法有很多,①按密鑰固定長度重新定義字符串;②先把字符串用Base64或者MD5加密,然后截取固定長度的字符轉成byte數組;③字符串轉成Byte數組,針對該數組進行修改,若長度過長則只截取一部分,若長度不夠則補零
· 加密結果的編碼方式要一致
從byte數組轉成字符串,一般有兩種方式,base64處理和十六進制處理。
· 參考資料
3DES在線測試工具:
http://www.seacha.com/tools/3des.php

