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一、什么是加密算法？

加密算法是一種通過數學方法將明文轉換為密文的過程，其目的是防止未經授權的訪問。它的核心特征有：機密性、完整性、認證性和不可否認性。

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二、常見的加密算法有哪些？

加密算法主要分為以下兩類：

2.1 對稱加密

對稱加密使用相同的密鑰進行加密和解密，特點是速度快、適合處理明文數據。常見的對稱加密算法包括：

• DES：早期標準，現因密鑰長度短（56位）已不安全。
• AES：當前主流算法，支持128、192、256位密鑰，廣泛應用于SSL/TLS、磁盤加密等。

2.2 非對稱加密

非對稱加密使用一對密鑰（公鑰和私鑰），公鑰加密，私鑰解密，安全性高但速度較慢。常見算法包括：

• RSA：基于大整數分解難題，廣泛用于數字簽名和密鑰交換。
• ECC：基于橢圓曲線數學，密鑰長度短但安全性高，適合資源受限環境。

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2.3 哈希算法

哈希算法將任意長度的數據映射為固定長度的哈希值，用于數據完整性驗證和密碼存儲。常見算法包括：

• MD5：128位，已不推薦用于安全場景，因存在碰撞風險。
• SHA-256：256位，SHA-2家族成員，廣泛用于區塊鏈和數字證書。
• bcrypt：專為密碼哈希設計，安全性高。

三、加密算法代碼展示

3.1 MD5加密

public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {String content = "a";int hash = content.hashCode();// 根據算法名稱獲取MD5算法對象MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");// 獲取MD5算法對象byte[] bytes = content.getBytes("UTF-8");// 對字節數組進行摘要messageDigest.update(bytes);// 獲取摘要后的結果byte[] resultArray = messageDigest.digest();System.out.println("原文 = " + content);System.out.println("原文字節數組 = " + Arrays.toString(bytes));System.out.println("密文字節數組 = " + Arrays.toString(resultArray));System.out.println("密文 = " + Tools.toHexString(resultArray));}

運行結果如下：

原文 = a
原文字節數組 = [97]
密文字節數組 = [12, -63, 117, -71, -64, -15, -74, -88, 49, -61, -103, -30, 105, 119, 38, 97]
密文 = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661

3.2 秘鑰加密

public static void main(String[] args) {try {Mac mac = Mac.getInstance("HmacMD5");// 初始化，傳入密鑰KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5");// 生成（隨機）秘鑰SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();mac.init(secretKey);mac.update("hello".getBytes());byte[] bytes = mac.doFinal();// 將密文轉為16進制字符串String result = Tools.toHexString(bytes);System.out.println("密文：" + result);} catch (NoSuchAlgorithmException e) {throw new RuntimeException(e);} catch (InvalidKeyException e) {throw new RuntimeException(e);}}

3.3 AES加密解密

public class AESKit {public static void main(String[] args) {// AES加密：128位：16字節String msg = "我本將心向明月奈何明月照溝渠";String encrypt = AESKit.encrypt("1234567890abcdef", msg);System.out.println("原文 = " + msg);System.out.println("密文 = " + encrypt);String decrypt = AESKit.decrypt("1234567890abcdef", encrypt);System.out.println("解密 = " + decrypt);}// 加密public static String encrypt(String key, String content) {try {// 1.創建加密對象Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"), "AES");// 2.初始化加密對象cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);// 3.加密byte[] bytes= cipher.doFinal(content.getBytes("UTF-8"));// 4.返回密文return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}// 解密public static String decrypt(String key, String encryptMsg) {try {// 1.創建加密對象Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"), "AES");// 2.初始化解密對象cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);// 3.解密byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(encryptMsg);byte[] resultBytes = cipher.doFinal(bytes);return new String(resultBytes);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);}}
}

測試結果如下：

原文 = 我本將心向明月奈何明月照溝渠
密文 = C6lGmU3jvX+7At/0IXXXyKCr2WWolqXCPlDLySdXvDga8a4Bf/GTpsb7PANKcNGL
解密 = 我本將心向明月奈何明月照溝渠

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四、加密算法的使用場景

加密算法在以下領域發揮重要作用：
網絡安全：SSL/TLS協議使用RSA和AES保護HTTPS通信。
數據存儲：磁盤加密使用AES保護敏感數據。
區塊鏈：SHA-256用于比特幣的挖礦和交易驗證。
身份認證：RSA和ECC用于數字簽名，確保身份可信。

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