Java实现对称加密（DES，AES)快速入门示例

对称加密是使用相同的密码进行加密和解密，对称加密实现简单，安全性相比非对称加密较弱，常用的对称加密算法有 DES，AES以及PDE等，关于对称加密相关概念参考：
对称加密、非对称加密深度解析

本篇介绍Java的DES和AES的加密和解密，关于PDE算法的加解密实现，可以参考：
Java使用PBE算法进行对称加解密最简入门和示例

DES 加密和解密

在Java语言中， DES 算法使用一个密钥进行加密和解密，使用密码规范（DESKeySpec）和密钥工厂（SecretKeyFactory）生成密钥。通过Cipher类来进行加密和解密操作，使用“DES/ECB/PKCS5Padding”作为加密算法和填充模式。

DES加密示例代码：

	/*** DES 对称加密*/@Testpublic void desEncrypt() throws Exception {String plainText = "需要加密的内容";String secretKey = "this is password";DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");SecretKey key = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));String encryptedText = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);System.out.println("DES加密后的内容=" + encryptedText);}

DES 解密示例代码：

	@Testpublic void desDecrypt() throws Exception {String encryptedText = "HAyFHQXRKmihGtxFsrZlAJwla4FE3aqS";String secretKey = "this is password";DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");SecretKey key = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));String plainText = new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);System.out.println("DES解密的内容=" + plainText);}

这里为什么是DES/ECB/PKCS5Padding ，而不直接是 DES呢？

DES/ECB/PKCS5Padding 是一种加密算法和模式的规范，常用于对数据进行加密和解密操作。

具体来说：

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，它使用相同的密钥（通常是 56 位长）进行加密和解密操作。
ECB（Electronic Codebook）是一种加密模式，它将输入的数据分成块，每块独立进行加密运算。
PKCS5Padding 是一种填充模式，它在数据块长度不足时，使用特定的填充方式进行填充，使每个数据块的长度达到指定长度。

DES/ECB/PKCS5Padding 相比其他加密算法和模式，具有以下优点和缺点：

优点：

运算速度相对较快，适合对大数据流进行加密和解密操作；
实现比较简单，可在多种编程语言和平台上进行实现；
加密后的数据大小不会增加。

缺点：

ECB 模式不具备随机性和反复率，相邻数据块可能会产生相同的密文，容易受到攻击；
密钥长度较短，安全性相对较低，易受到暴力破解和密码分析攻击；

使用相同密钥加密同一数据，密文总是相同，可容易地进行重放攻击和密码攻击。

因此，对于加密性能要求较高，安全要求相对较低的场景，可以选择使用 DES/ECB/PKCS5Padding 进行加密和解密操作。对于安全性要求较高的场景，应该考虑使用更加安全和可靠的加密算法和模式，比如 AES、RSA、CBC、GCM 等。

AES 加密和解密

AES 的加解密和DES很类似，直接看代码：

AES加密代码示例：

	@Testpublic void encryptAES() throws Exception {String plainText = "需要加密的内容";String secretKey = "this is password";SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));String encryptedText =  Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);System.out.println("AES加密后的内容=" + encryptedText);}

AES解密代码示例：

	@Testpublic void decryptAES() throws Exception {String encryptedText = "oL2b5xULTtAmfi4ujnpw/jPamo0nTNCgRC9Bo+SBz7k=";String secretKey = "this is password";SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedText));String plainText = new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);System.out.println("AES解密的内容=" + plainText);}

AES（Advanced Encryption Standard）使用相同的密钥进行加密和解密操作。这个示例中使用密钥字符串构建了一个 AES 密钥规范（SecretKeySpec），并通过 Cipher 类来进行加密和解密操作，使用 “AES/ECB/PKCS5Padding” 作为加密算法和填充模式。

需要注意的是，AES 是一个块密码算法，不同于 DES 等分块密码，它支持不同的密钥长度，如 AES-128、AES-192 和 AES-256。

在实际应用中，为了保证安全性，密钥应该足够长，同时需要确保密钥的安全生成、存储和传输。

Java 8 找不到 javax.crypto.spec.SecretKeySpec问题解决

在Java 11 和Java 17版本中，上面示例运行正常，但是在Java 8 中会提示找不到 javax.crypto.spec.SecretKeySpec，在及基于Eclipse 开发中，虽然import 了SecretKeySpec ，但是会提示找不到这个类：

The import javax.crypto.spec.SecretKeySpec cannot be resolved

这里需要下载jce的扩展包，下载地址：
https://www.oracle.com/java/technologies/javase-jce8-downloads.html

下载后解压，
在这里插入图片描述

将 local_policy.jar 和US_export_policy.jar 放入JRE 的security目录中，比如C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_361\jre\lib\security\policy\unlimited, 覆盖该目录下的同名文件：
在这里插入图片描述