Java安全——AES（对称加密）和 RSA（非对称加密）的实现 ...

目次
一、对称加密和非对称加密 
1.对称加密
常见算法
2.非对称加密
常见算法
3.对称加密和非对称加密的对比
二、AES（对称加密）
1.天生AES密钥
2.加密数据
3.解密数据
完整代码
三、RSA（非对称加密）
1.天生RSA密钥对
2.加密数据
3.解密数据
完整代码

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一、对称加密和非对称加密 

1.对称加密

对称加密利用相同的密钥举行加密和解密。这意味着发送方和接收方必须共享同一个密钥，并且必须安全地存储和传输该密钥。
常见算法

• AES（高级加密尺度）
  
• DES（数据加密尺度）
  
• 3DES（三重数据加密尺度）
  
• RC4
  

2.非对称加密

非对称加密利用一对密钥：公钥和私钥。公钥用于加密数据，私钥用于解密。公钥可以公开，而私钥必须保密。
常见算法

• RSA（Rivest-Shamir-Adleman）
  
• DSA（数字签名算法）
  
• ECC（椭圆曲线加密）
  

3.对称加密和非对称加密的对比

特性对称加密非对称加密密钥数量只有一个密钥（加密和解密相同）一对密钥（公钥和私钥）加密速度较快较慢安全性密钥管理复杂，密钥泄露风险高公钥可以公开，私钥保密确保安全适用场景大量数据加密密钥交换、身份验证、数字签名 二、AES（对称加密）



1.天生AES密钥

• 利用KeyGenerator类天生AES密钥。
  
• 指定密钥长度，例如128位、192位或256位。
  

1. // 生成密钥
2. KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
3. keyGenerator.init(128); // 128位密钥长度（可选128，192或256位）
4. SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

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2.加密数据

• 利用Cipher类并指定AES算法。
  
• 初始化Cipher对象为加密模式（Cipher.ENCRYPT_MODE）。
  
• 利用密钥初始化Cipher对象。
  
• 加密数据
  

1. Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
2. cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
3. byte[] encryptedData = cipher.doFinal(dataToEncrypt.getBytes());
5. // 编码加密数据：将加密后的字节数据编码为Base64字符串，以便存储或传输
6. String encryptedDataBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
7. System.out.println("加密后的数据 (经Base64编码): " + encryptedDataBase64);

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3.解密数据

• 利用相同的Cipher对象举行解密。
  
• 初始化Cipher对象为解密模式（Cipher.DECRYPT_MODE）。
  
• 利用相同的密钥初始化Cipher对象。
  

1. cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
2. byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedDataBase64));
3. System.out.println("解密后的数据：" + new String(decryptedData));

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完整代码

1. package com.lz.encryption;
3. import javax.crypto.*;
4. import java.security.InvalidKeyException;
5. import java.security.NoSuchAlgorithmException;
6. import java.util.Base64;
8. public class SymmetricEncryption {
9.     public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
10.         // 对字符串数据进行加密
11.         // 待加密的数据
12.         String dataToEncrypt = "Hello World";
14.         // 1.生成密钥：
15.         //  使用KeyGenerator类生成一个AES密钥
16.         //  指定密钥长度，例如128位、192位或256位
17.         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
18.         keyGenerator.init(128); // 128位密钥长度（可选128，192或256位）
19.         SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
21.         // 2.加密数据
22.         //  初始化Cipher对象：
23.         //      使用Cipher类并指定AES算法
24.         //      初始化Cipher对象为加密模式（Cipher.ENCRYPT_MODE）。
25.         //      使用密钥初始化Cipher对象。
26.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
27.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
28.         byte[] encryptedData = cipher.doFinal(dataToEncrypt.getBytes());
30.         // 编码加密数据：将加密后的字节数据编码为Base64字符串，以便存储或传输
31.         String encryptedDataBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
32.         System.out.println("加密后的数据 (经Base64编码): " + encryptedDataBase64);
34.         // 3.解密数据：
35.         //  使用相同的Cipher对象进行解密。
36.         //  初始化Cipher对象为解密模式（Cipher.DECRYPT_MODE）。
37.         //  使用相同的密钥初始化Cipher对象。
38.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
39.         byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedDataBase64));
40.         System.out.println("解密后的数据：" + new String(decryptedData));
41.     }
42. }

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三、RSA（非对称加密）

1.天生RSA密钥对

• 利用KeyPairGenerator类天生RSA密钥对。
  
• 指定密钥长度，例如2048位、3072位或4096位。
  

1. // 生成RSA密钥对
2. KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
3. keyPairGenerator.initialize(2048);
4. KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
5. // 公钥
6. PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
7. // 私钥
8. PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

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2.加密数据

• 利用公钥初始化Cipher对象为加密模式（Cipher.ENCRYPT_MODE）。
  
• 利用公钥加密数据。
  

1. // 公钥加密数据
2. Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
3. cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
4. byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(dataToEncrypt.getBytes());
6. // 将加密数据编码为Base64字符串
7. String encryptedDataBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
8. System.out.println("加密后的数据 (经Base64编码): " + encryptedDataBase64);

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3.解密数据

• 利用私钥初始化Cipher对象为解密模式（Cipher.DECRYPT_MODE）。
  
• 利用私钥解密数据。
  

1. cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
2. byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedDataBase64));

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完整代码

1. package com.lz.encryption;
3. import javax.crypto.BadPaddingException;
4. import javax.crypto.Cipher;
5. import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
6. import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
7. import java.security.*;
8. import java.util.Base64;
10. public class RasEncryption {
11.     public static void main(String[] args) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
12.         // 待加密的数据
13.         String dataToEncrypt = "Hello World";
15.         // 1.生成RSA密钥对
16.         KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
17.         keyPairGenerator.initialize(2048); // 2048位密钥长度
18.         KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
19.         //公钥
20.         PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
21.         //私钥
22.         PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
24.         // 公钥加密数据
25.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
26.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
27.         byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(dataToEncrypt.getBytes());
29.         // 将加密数据编码为Base64字符串
30.         String encryptedDataBase64 = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
31.         System.out.println("加密后的数据 (经Base64编码): " + encryptedDataBase64);
33.         // 私钥解密数据
34.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
35.         byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedDataBase64));
37.         // 将解密后的字节数据转换为字符串
38.         System.out.println("解密后的数据：" + new String(decryptedData));
39.     }
40. }

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