基于Java的DES加密算法

基于Java的DES加密算法是如何实现的，今天我就给大家介绍一下。

一、DES加密算法

DES( Data Encryption Standard)，是一种常见的对称加密算法，于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法。DES加密算法已经被应用于许多需要安全加密的场合。（如：UNIX的加密算法就是以DES加密算法为基础的）

目前在国内，随着金卡工程的应用，DES加密算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站，高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键效据的保密，如信用卡持管人的PIN的加密传输，IC
卡与Pos间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES加密算法。

IPSec协议组中的FSP (IP Encapsulating Security Payload，封装安全载荷)要求强制实现的加密算法就是DES。

DES加密算法的入口参数有3个：Key，Data，Mode。其中Key为8个字节共64位，是DES加密算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加
密或解密。

DES加密算法具有极高安全性，到目前为止，除了用穷举搜索法对DES加密算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法，同时，通过定期在通信网络的接收方和发送方同时改用新的Key，便能更进一步提高
数据的保密性，这正是现在网络中使用DES加密算法的的流行做法。

二、基于Java的DES加密算法

Java是Sun公司开发的一种面向对象的编程语言，并且由于它的平台无关性被大量应用于Internet的开发，在Java中实现数据的加密／解密，是使用其内置的JCE（Java加密扩展）来实现的。

JCE最初是在在Java SDK 1.1中提供，现在已经成为Java SDK1.4的核心组成部分。JCE基本上是一组提供加密框架的实现、密钥生成以及消息认证代码（MAC）算法的Java包，在Java环境中使用JCE中实现数据传输过程中的加密／解密需要以下3个步骤：安装并且正确配置Java安全供应者（如SunjCE）、创建密钥／密码、对数据进行加密／解密。

1、安装并且正确配置Java安全供应者

JDK 1.1引入了安全供应者（简称为“供应者”）的概念，它是一个（或一组）包，用于提供JDK安全API的密码子集的具体实现。

要使用密码功能的程序，可以只请求一个实现特殊服务（例如DES加密算法）的特殊型态对像（例如Signature对象），并从已安装的某个供应者那里获得该对象的实现方法。

每次安装JDK都将安装一个或多个供应者包，用户可能会使用不同的供应者配置自己的运行时环境，并为它们指定一个优先级。

Sun版本的Java运行时环境都带有一个名为“SUN”的预设标准供应者（即SunjCE）。用户可以静态或动态地安装供应者。

*静态安装 

在使用或安装JCE之前，要首先从Sun的网站获取相关的Java库。JCE包含了Sun的安全供应者SunjCE，为了在默认供应者列表中静态添加SunjCE，需要编辑以下安全属性文件：

* <java - home > \jre \lib \security\java. security(Win32);

* <java - hc)me >/jre/lib/security/java. security(UNIX)。

例如，在基于Windows计算机的C:＼jdk文件夹下面安装了JDK，那么需要编辑如下文件：

C:\jdk\jre\lib\securit中添加以下代码以完成Suny\java．security并在其JCE的静态装载：

security. provider. n = com~ sun. crypto.provider. SunjCE

例如，名为“SUN”的安全供应者在sun．security．provider包中名为DES的类中实现了加密算法，其提供者的子类通过如下方法将DES类加进去：

put("Signature. DES",sun. security.provider．"DES")

*动态安装

在实际应用中，更多的时候是在需要时才动态安装JCE的，为了在运行时动态装载供应者，首先要保证在JVM中可以提供JCE，然后使用下面的代码来完成JCE的动态安装，以便使用Java安全供应者：

import java. security. Security;

public cjass DynamicProvider

{

public static void rnain(String[]args)

{

Security. addProvider (new com. sun.crypto. provider. SunjCE ()) ;

}

}

2、创建密钥

安装完JCE中的Java安全供应者之后，下一步就是要使用JCE的API来产生相应加密算法的密钥／密码。JCE API由很多类和接口组成，它们具有若干种算法和安全特性，要在Java中使用对称算法数据加密标准DES(Data Encryption Standard)来完成密钥／密码的创建的任务。

首先要通过调用KeyGenerator类的静态方法getlnstance获得KeyGenerator的一个实例，并同时在参数中指明使用DES加密算法：

KeyGenerator deskg ;

KeyGenerator.getlnstance ("DES")；

获得了KeyGenerator之后就可以调用gener-ateKey方法得到密钥：

Key deskey -deskg. generateKey();

然后通过调用Cipher类的静态方法getlnstance，采用和生成密钥相同的方式生成一个密码（该方法的参数同KeyGenerator完全一样）：

Cipher descipher = Cipher. getlnstance("DES")；

3、对数据进行加密／解密

DES加密算法是在字节级别上进行的，所以数据的各个方面一个不落全都会被加密．一旦获得了密钥和密码，就可以对数据进行安全操作了。值得注意的是密钥和密码必须采用同类算法，数据的加密／解密是使用Cipher对象完成的。

*加密过程

首先调用Cipher对象的init方法，在参数中指明采用加密模式并同时给出密钥；

cipher, init(Cipber. ENCRYPT_ MODE,deskey);

加密数据的最简单办法就是调用Cipher对象的doFinal方法，同时传递字节数组：

byte[]desdata;"This a DES examplecode．"．getBytes();

byte[]desresult =cipher. doFinal(desdata);

此时，desresult数组中包含传递数据的加密形式。

*解密过程

对同一数据解密也很容易，但在解密之前，我们必须重新初始化Cipher对象以便其准备解密：

descipher. init (Cipher. DECRYPT_ MODE,deskey)；

然后同样使用doFinal方法进行解密：

byte[]desoriginal=descipher. doFinal(desresult)；

现在desoriginal应该和desdata.完全相同。

三、程序实现流程

下面的程序给出完整的数据文件加密的过程：

前面我们已经讨论了如何以静态和动态方式安装JCE，以及采用对称加密算法DES对简单消息的加密和懈密具体实现，并给出程序实现的流程图，在实际应用中，我们可以使用Java开发工具包（JDK）中内置的对Socket通信的支持，通过JCE中的Java流和链表，加密基于Socket的网络通信，我们知道，加密／解密是数据传输中保证数据完整性的常用方法，Java语言因其平台无关性，在Internet上的应用非常之广泛，使用Java实现基于DES的数据加密传输可以在不同的平台上实现并具有实现简洁、安全性强等优点。

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