Java 对称加密

最近在做一个用户 token 功能，学习了加密相关 AES/DES、RSA 等。其中涉及一个对称和非对称加密问题。对称加密虽然没有非对称加密那样安全性高，但好处是加密速度快，但某些场合还是可以选择使用的，例如当下的用户认知机制，它是基于 token 无状态的，每次请求过来都会认证一次，这样就必须要比较高速度的加密解密运算，于是我们选择了 AES 加密方式。

下面是对称加密的工具类，完全可以不依赖其他三方 jar 包。不过有个 base64 方法我封装起来了（下面会补充）。

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;import com.ajaxjs.util.Encode;/**
* 对称算法
* @author admin
*
*/
public class SymmetricCipher {
public SymmetricCipher() {}
public SymmetricCipher(String ALGORITHM, int keySize) {
this.ALGORITHM = ALGORITHM;
this.keySize = keySize;
}
/**
* DES = 56 | AES = 128
*/
private int keySize = 128;/**
* 加密算法，可以 DES | AES
*/
private String ALGORITHM = "AES";/**
* 加密
*
* @param str
* 要加密的内容
* @param key
* 密钥
* @return 加密后的内容
*/
public String encrypt(String str, String key) {
// 这里要设置为utf-8不然内容中如果有中文和英文混合中文就会解密为乱码
return doCipher(true, key, str, str.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
}/**
* 解密
*
* @param str
* 要解密的内容
* @param key
* 密钥
* @return 解密后的内容
*/
public String decrypt(String str, String key) {
return doCipher(false, key, str, Encode.base64DecodeAsByte(str));
}private String doCipher(boolean isENCRYPT_MODE, String key, String str, byte[] bytes) {
Cipher cipher = null;try {
cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
cipher.init(isENCRYPT_MODE ? Cipher.ENCRYPT_MODE : Cipher.DECRYPT_MODE, generateKey(key));
} catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException | NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}byte[] buf;
try {
// 为了防止解密时报javax.crypto.IllegalBlockSizeException: Input length must
// be multiple of 8 when decrypting with padded cipher异常，
// 不能把加密后的字节数组直接转换成字符串
buf = cipher.doFinal(bytes);
} catch (IllegalBlockSizeException | BadPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}return isENCRYPT_MODE ? Encode.base64Encode(buf) : Encode.byte2String(buf);
}/**
* 获得密钥对象
*
* @param key
* 密钥
* @return 密钥对象
*/
private SecretKey generateKey(String key) {
SecureRandom secureRandom;
KeyGenerator kg;try {
secureRandom = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
secureRandom.setSeed(key.getBytes());
kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}kg.init(keySize, secureRandom);
return kg.generateKey();// 生成密钥
}final static SymmetricCipher AES = new SymmetricCipher();
final static SymmetricCipher DES = new SymmetricCipher("DES", 56);/**
* AES 加密
*
* @param str
* 要加密的内容
* @param key
* 密钥
* @return 加密后的内容
*/
public static String AES_Encrypt(String str, String key) {
return AES.encrypt(str, key);
}/**
* AES 解密
* @param str
* @param key
* @return
*/
public static String AES_Decrypt(String str, String key) {
return AES.decrypt(str, key);
}
}

使用方法如下

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.*;import com.ajaxjs.user.password.SymmetricCipher;public class TestPassword {
String input = "cy11Xlbrmzyh:604:301:1353064296";
String key = "37d5aed075525d4fa0fe635231cba447";@Test
public void testEncryption() {
String EncryptedPassword = SymmetricCipher.AES_Encrypt(input, key);
//System.out.println("EncryptedPassword::" +EncryptedPassword);assertEquals(input, SymmetricCipher.AES_Decrypt(EncryptedPassword, key));
}
}

Base64 编码解码方法

package com.ajaxjs.util;import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.URLDecoder;
import java.net.URLEncoder;
import java.nio.charset.StandardCharsets;import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;/**
* 字符串的编码、解密
* @author admin
*
*/
public class Encode {
/**
* 字节转编码为 字符串（ UTF-8 编码）
*
* @param bytes
* 输入的字节数组
* @return 字符串
*/
public static String byte2String(byte[] bytes) {
return new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
}/**
* 字符串转为 UTF-8 编码的字符串
*
* @param str
* 输入的字符串
* @return UTF-8 字符串
*/
public static String byte2String(String str) {
return byte2String(str.getBytes());
}/**
* 将 URL 编码的字符还原，默认 UTF-8 编码
*
* @param str
* 已 URL 编码的字符串
* @return 正常的 Java 字符串
*/
public static String urlDecode(String str) {
try {
return URLDecoder.decode(str, StandardCharsets.UTF_8.toString());
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
return null;
}
}/**
* 将字符进行 URL 编码，默认 UTF-8 编码
*
* @param str
* 正常的 Java 字符串
*
* @return 已 URL 编码的字符串
*/
public static String urlEncode(String str) {
try {
return URLEncoder.encode(str, StandardCharsets.UTF_8.toString());
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
return null;
}
}/**
* url 网址中文乱码处理。
* 如果 Tomcat 过滤器设置了 utf-8 那么这里就不用重复转码了
*
* @param str
* 通常是 url Query String 参数
* @return 中文
*/
public static String urlChinese(String str) {
return byte2String(str.getBytes(StandardCharsets.ISO_8859_1));
}/**
* BASE64 编码
* @param bytes输入的字节数组
* @return 已编码的字符串
*/
public static String base64Encode(byte[] bytes) {
return new BASE64Encoder().encode(bytes);
}/**
* BASE64 编码
*
* @param str
* 待编码的字符串
* @return 已编码的字符串
*/
public static String base64Encode(String str) {
return base64Encode(str.getBytes());
}public static byte[] base64DecodeAsByte(String str) {
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();try {
return decoder.decodeBuffer(str);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}/**
* BASE64 解码 这里需要强制捕获异常。
* 中文乱码：http://s.yanghao.org/program/viewdetail.php?i=54806
*
* @param str
* 已解码的字符串
* @return 已解码的字符串
*/
public static String base64Decode(String str) {
return byte2String(base64DecodeAsByte(str));
}
}