加密算法(一)-對稱加密（DES、AES、3DES、Blowfish、Twofish）一篇了解所有主流對稱加密，輕松上手使用。

一、對稱加密算法

????????對稱加密算法采用相同的密鑰來進行加密和解密操作。其優點是加密和解密速度快，不過密鑰的管理和分發存在一定的安全風險。

1.1、DES(已不推薦使用)

這是早期的對稱加密算法，密鑰長度為 56 位。但由于密鑰長度較短，如今已不太安全。

優點

歷史悠久，算法公開，研究較為透徹，有很多相關的實現和工具。
加密和解密速度相對較快，在早期計算機性能有限的情況下具有一定優勢。

缺點

密鑰長度較短，只有 56 位，在現代計算能力下，容易受到暴力破解攻擊。
安全性逐漸降低，目前已不推薦用于對安全性要求較高的場景。

加密

 // DES 加密public static String desEncrypt(String plainText, String key) throws Exception {DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}

解密

public static String desDecrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);}

結果

public static void main(String[] args) throws Exception {String plainText = "感謝關注,精華內容將持續更新!";String desKey = "66666666"; // DES 密鑰長度必須為 8 字節// DES 測試String desEncrypted = desEncrypt(plainText, desKey);String desDecrypted = desDecrypt(desEncrypted, desKey);System.out.println("DES 加密: " + desEncrypted);System.out.println("DES 解密: " + desDecrypted);}DES 加密: 7LqxGfmOgresnxwwXzlGBWqFt8hXuqd6E4BC0mLxaBAohvYPdvaZXSO45z9XA5GH
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- 1.2、AES

????????目前應用廣泛的對稱加密算法，支持 128 位、192 位和 256 位的密鑰長度，安全性較高，效率也不錯。

優點

1.安全性高，支持 128 位、192 位和 256 位的密鑰長度，能夠有效抵御各種已知的攻擊。

2.加密和解密速度快，性能優越，在硬件和軟件實現上都有很好的表現。

3.被廣泛應用于各種領域，成為了對稱加密算法的主流選擇。

缺點

1.對于一些對資源要求極高的小型設備，可能會有一定的性能開銷。

加密

// AES 加密public static String aesEncrypt(String plainText, String key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.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));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}

解密

 // AES 解密public static String aesDecrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);}

結果

public static void main(String[] args) throws Exception {String plainText = "感謝關注,精華內容將持續更新!";String aesKey = "1234567812345678"; // AES 密鑰長度可以為 16、24 或 32 字節// AES 測試String aesEncrypted = aesEncrypt(plainText, aesKey);String aesDecrypted = aesDecrypt(aesEncrypted, aesKey);System.out.println("AES 加密: " + aesEncrypted);System.out.println("AES 解密: " + aesDecrypted);}AES 加密: PUI7SM6+J4XvSDnioVneLtQDkBXchZlIF7k9v3fqe5Nwk8Polh+pBxR5RQmbHa7v
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1. 1.3、3DES

????????它是 DES 的增強版本，通過多次使用 DES 算法來增加密鑰長度，進而提高安全性。

優點

1.在 DES 的基礎上進行了改進，通過多次使用 DES 算法，增加了密鑰長度，提高了安全性。

2.兼容性好，由于是基于 DES 算法，在一些舊系統中可以繼續使用。

缺點

1.加密和解密速度較慢，因為需要進行多次 DES 運算。

2.密鑰長度相對較長，管理和存儲成本較高。

加密

 // 3DES 加密public static String tripleDesEncrypt(String plainText, String key) throws Exception {DESedeKeySpec desEdeKeySpec = new DESedeKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desEdeKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}

解密

// 3DES 解密public static String tripleDesDecrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {DESedeKeySpec desEdeKeySpec = new DESedeKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desEdeKeySpec);Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);}

結果

public static void main(String[] args) throws Exception {String plainText = "感謝關注,精華內容將持續更新!";String tripleDesKey = "0123456789abcdef01234567"; // 3DES 密鑰長度必須為 24 字節// 3DES 測試String tripleDesEncrypted = tripleDesEncrypt(plainText, tripleDesKey);String tripleDesDecrypted = tripleDesDecrypt(tripleDesEncrypted, tripleDesKey);System.out.println("3DES 加密: " + tripleDesEncrypted);System.out.println("3DES 解密: " + tripleDesDecrypted);}

1. 1.4、Blowfish

????????這是一種可變密鑰長度的對稱分組密碼算法，密鑰長度可以從 32 位到 448 位，具有較高的加密速度和安全性，適用于對速度要求較高的場景。

優點

1.密鑰長度可變，范圍從 32 位到 448 位，可以根據不同的安全需求進行調整。

2.加密和解密速度快，尤其是在 64 位塊的加密操作上表現出色。

3.算法簡單，易于實現，沒有專利限制。

缺點

1.塊大小固定為 64 位，在處理大數據時可能效率不如其他算法。

2.應用范圍相對較窄，不如 AES 等算法普及。

加密

// Blowfish 加密public static String blowfishEncrypt(String plainText, String key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "Blowfish");Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}

解密

// Blowfish 解密public static String blowfishDecrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "Blowfish");Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish/ECB/PKCS5Padding");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);}

結果

public static void main(String[] args) throws Exception {String plainText = "感謝關注,精華內容將持續更新!";String blowfishKey = "abcdefghijklmnop";// Blowfish 測試String blowfishEncrypted = blowfishEncrypt(plainText, blowfishKey);String blowfishDecrypted = blowfishDecrypt(blowfishEncrypted, blowfishKey);System.out.println("Blowfish 加密: " + blowfishEncrypted);System.out.println("Blowfish 解密: " + blowfishDecrypted);}Blowfish 加密: HEKXerp2DpkPIHeIIt/cPBxub0z7jWWYKxZImxB2VOfDWIrH/dHVNqSP7gyHwyiU
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1. 1.5、Twofish

????????作為 Blowfish 算法的繼任者，Twofish 同樣是對稱分組加密算法。它支持 128 位、192 位和 256 位的密鑰長度，設計上考慮了安全性和性能的平衡，并且具有良好的靈活性和可擴展性。

優點

1.安全性高，設計上考慮了各種攻擊方式，具有較好的抗攻擊能力。

2.支持多種密鑰長度，包括 128 位、192 位和 256 位。

3.算法靈活性高，可擴展性好。

缺點

1.實現相對復雜，需要一定的技術成本。

2.應用不如 AES 廣泛，相關的工具和庫相對較少。

引入依賴

<dependency><groupId>org.bouncycastle</groupId><artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId><version>1.70</version>
</dependency>

加密

// Twofish 加密（需要 Bouncy Castle 庫）public static String twofishEncrypt(String plainText, String key) throws Exception {Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "Twofish");Cipher cipher = Cipher.getInstance("Twofish/ECB/PKCS5Padding", "BC");cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);}

解密

// Twofish 解密（需要 Bouncy Castle 庫）public static String twofishDecrypt(String encryptedText, String key) throws Exception {Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "Twofish");Cipher cipher = Cipher.getInstance("Twofish/ECB/PKCS5Padding", "BC");cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);}

結果

public static void main(String[] args) throws Exception {String plainText = "感謝關注,精華內容將持續更新!";String twofishKey = "0123456789abcdef0123456789abcdef";// Twofish 測試String twofishEncrypted = twofishEncrypt(plainText, twofishKey);String twofishDecrypted = twofishDecrypt(twofishEncrypted, twofishKey);System.out.println("Twofish 加密: " + twofishEncrypted);System.out.println("Twofish 解密: " + twofishDecrypted);}Twofish 加密: Z9UhJb9JZT0++Do6zauZPwf5tOMc6gX2o4LE7pZLXcwTL4PJ6m4LGvobb9k7Uv1e
Twofish 解密: 感謝關注,精華內容將持續更新!

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