Java 加密解密之对称加密算法DESede

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Java 加密解密之对称加密算法DES

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Java 加密解密之对称加密算法DESede

DESede即三重DES加密算法，也被称为3DES或者Triple DES。使用三(或两)个不同的密钥对数据块进行三次(或两次)DES加密(加密一次要比进行普通加密的三次要快)。三重DES的强度大约和112-bit的密钥强度相当。通过迭代次数的提高了安全性，但同时也造成了加密效率低的问题。正因DESede算法效率问题，AES算法诞生了。 (详见： Java 加密解密之对称加密算法AES )

 

到目前为止，还没有人给出攻击三重DES的有效方法。对其密钥空间中密钥进行蛮干搜索，那么由于空间太大，这实际上是不可行的。若用差分攻击的方法，相对于单一DES来说复杂性以指数形式增长。

 

三重DES有四种模型

(a)DES-EEE3，使用三个不同密钥，顺序进行三次加密变换。
(b)DES-EDE3，使用三个不同密钥，依次进行加密-解密-加密变换。
(c)DES-EEE2，其中密钥K1=K3，顺序进行三次加密变换。
(d)DES-EDE2， 其中密钥K1=K3，依次进行加密-解密-加密变换。

 

JDK对DESede算法的支持

密钥长度：112位/168位
工作模式：ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128
填充方式：Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/

 

工作模式和填充方式请参考：      JAVA加密解密基础

        十六进制工具类Hex.java，见：   java byte数组与十六进制字符串互转

 

DESede加密解密的java实现：
DESede .java

import java.security.Key;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec;

/**
 * DESede Coder<br/>
 * secret key length:	112/168 bit, default:	168 bit<br/>
 * mode:	ECB/CBC/PCBC/CTR/CTS/CFB/CFB8 to CFB128/OFB/OBF8 to OFB128<br/>
 * padding:	Nopadding/PKCS5Padding/ISO10126Padding/
 * @author Aub
 * 
 */
public class DESedeCoder {
	
	/**
	 * 密钥算法
	*/
	private static final String KEY_ALGORITHM = "DESede";
	
//	private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DESede/ECB/PKCS5Padding";
	private static final String DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM = "DESede/ECB/ISO10126Padding";
	
	/**
	 * 初始化密钥
	 * 
	 * @return byte[] 密钥 
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] initSecretKey() throws Exception{
		//返回生成指定算法的秘密密钥的 KeyGenerator 对象
		KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		//初始化此密钥生成器，使其具有确定的密钥大小
		kg.init(168);
		//生成一个密钥
		SecretKey  secretKey = kg.generateKey();
		return secretKey.getEncoded();
	}
	
	/**
	 * 转换密钥
	 * 
	 * @param key	二进制密钥
	 * @return Key	密钥
	 * @throws Exception
	 */
	private static Key toKey(byte[] key) throws Exception{
		//实例化DES密钥规则
		DESedeKeySpec dks = new DESedeKeySpec(key);
		//实例化密钥工厂
		SecretKeyFactory skf = SecretKeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
		//生成密钥
		SecretKey  secretKey = skf.generateSecret(dks);
		return secretKey;
	}
	
	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data	待加密数据
	 * @param key	密钥
	 * @return byte[]	加密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
		return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data	待加密数据
	 * @param key	二进制密钥
	 * @return byte[]	加密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
		return encrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
	}
	
	
	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data	待加密数据
	 * @param key	二进制密钥
	 * @param cipherAlgorithm	加密算法/工作模式/填充方式
	 * @return byte[]	加密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
		//还原密钥
		Key k = toKey(key);
		return encrypt(data, k, cipherAlgorithm);
	}
	
	/**
	 * 加密
	 * 
	 * @param data	待加密数据
	 * @param key	密钥
	 * @param cipherAlgorithm	加密算法/工作模式/填充方式
	 * @return byte[]	加密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] encrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
		//实例化
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
		//使用密钥初始化，设置为加密模式
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		//执行操作
		return cipher.doFinal(data);
	}
	
	
	
	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param data	待解密数据
	 * @param key	二进制密钥
	 * @return byte[]	解密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key) throws Exception{
		return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param data	待解密数据
	 * @param key	密钥
	 * @return byte[]	解密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key) throws Exception{
		return decrypt(data, key,DEFAULT_CIPHER_ALGORITHM);
	}
	
	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param data	待解密数据
	 * @param key	二进制密钥
	 * @param cipherAlgorithm	加密算法/工作模式/填充方式
	 * @return byte[]	解密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decrypt(byte[] data,byte[] key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
		//还原密钥
		Key k = toKey(key);
		return decrypt(data, k, cipherAlgorithm);
	}

	/**
	 * 解密
	 * 
	 * @param data	待解密数据
	 * @param key	密钥
	 * @param cipherAlgorithm	加密算法/工作模式/填充方式
	 * @return byte[]	解密数据
	 * @throws Exception
	 */
	public static byte[] decrypt(byte[] data,Key key,String cipherAlgorithm) throws Exception{
		//实例化
		Cipher cipher = Cipher.getInstance(cipherAlgorithm);
		//使用密钥初始化，设置为解密模式
		cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
		//执行操作
		return cipher.doFinal(data);
	}
	
	private static String  showByteArray(byte[] data){
		if(null == data){
			return null;
		}
		StringBuilder sb = new StringBuilder("{");
		for(byte b:data){
			sb.append(b).append(",");
		}
		sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
		sb.append("}");
		return sb.toString();
	}
	
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		byte[] key = initSecretKey();
//		byte[] key = "123456789012345678901".getBytes();
		System.out.println("key："+ showByteArray(key));
		
		Key k = toKey(key);
		
//		String data ="DESede数据";
		String data ="123456789";
		System.out.println("加密前数据: string:"+data);
		System.out.println("加密前数据: byte[]:"+showByteArray(data.getBytes()));
		System.out.println();
		byte[] encryptData = encrypt(data.getBytes(), k);
		System.out.println("加密后数据: byte[]:"+showByteArray(encryptData));
		System.out.println("加密后数据: hexStr:"+Hex.encodeHexStr(encryptData));
		System.out.println();
		byte[] decryptData = decrypt(encryptData, k);
		System.out.println("解密后数据: byte[]:"+showByteArray(decryptData));
		System.out.println("解密后数据: string:"+new String(decryptData));
		
	}
	
}

 注：参考《java加密解密的艺术》