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Java中常用的加密算法及其实现原理详解——保护信息的铠甲，静默守护你的隐私 PDF 下载
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主要内容：
2.1
对称加密算法的工作原理
对称加密算法的工作原理是使用同一个密钥进行加密和解密。具体流程如下：
1. 首先，选择一个密钥，该密钥必须保密且只有发送方和接收方知道。
2. 发送方使用选定的密钥对明文进行加密。加密过程将明文分成固定大
小的数据块，然后使用密钥对每个数据块进行计算，生成对应的密文。
3. 密文通过安全渠道传输给接收方。
4. 接收方使用相同的密钥对密文进行解密。解密过程将密文分成固定大
小的数据块，然后使用密钥对每个数据块进行计算，生成对应的明文。
需要注意的是，对称加密算法中的密钥必须在发送方和接收方之间共享，且
必须保密。这是因为如果密钥在传输过程中被窃取，攻击者就可以解密密文并获
取明文信息。因此，密钥的保密性非常重要。
2.2
DES、AES、RC4 算法的原理及其在 Java 中的实
现
DES（Data Encryption Standard）是一种对称密钥加密算法，它使用了 64 位
的密钥来对 64 位的数据进行加密。DES 算法的过程可以简要描述为：
1. 初始置换（IP）：将输入数据进行初始置换，打乱数据的顺序。
2. 16 轮迭代：将初始置换后的数据分为左右两部分，然后对其进行 16 轮迭代。
扩展置换（E 盒置换）：将右半部分进行扩展变换，扩展成 48 位的数据。
异或运算：将扩展变换的结果与子密钥进行异或运算。 S-盒代替：将异或运算的结果分为 8 组，每组 6 位。然后对每组 6 位进行 S-盒代替
操作，将 6 位转换为 4 位。
置换运算：将 S-盒代替操作的结果进行置换运算，得到 32 位的结果。
左右交换：将经过置换运算后的左右两部分进行交换，进入下一轮迭代。
3. 逆初始置换（IP-1）：将 16 轮迭代后得到的数据进行逆初始置换，恢复到
原始顺序。
以下是一个使用 Java 实现 DES 加密和解密的示例代码：
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import java.security.*;
public class DESExample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String message = "Hello World!";
String keyString = "MySecretKey";
// 生成密钥
SecretKey key = generateDESKey(keyString);
// 加密
byte[] encryptedData = encryptDES(message.getBytes(), key);
System.out.println("Encrypted: " + new String(encryptedData));
// 解密
byte[] decryptedData = decryptDES(encryptedData, key);
System.out.println("Decrypted: " + new String(decryptedData));
}
public static SecretKey generateDESKey(String keyString) throws
Exception {
// 使用 SHA-1 算法生成固定长度的密钥
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
byte[] keyBytes = md.digest(keyString.getBytes());
// 使用前 8 个字节作为 DES 密钥
return new SecretKeySpec(keyBytes, 0, 8, "DES");
}
public static byte[] encryptDES(byte[] data, SecretKey key) throws
Exception {
// 初始化 DES 加密器
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
// 执行加密操作
return cipher.doFinal(data);
}
public static byte[] decryptDES(byte[] encryptedData, SecretKey key)
throws Exception {
// 初始化 DES 解密器
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
// 执行解密操作
return cipher.doFinal(encryptedData);
}
}
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