Java实现DES加密与解密（小白也能看懂的对称加密算法教程）

什么是DES算法？

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，意味着加密和解密使用的是同一个密钥。它由IBM在1970年代开发，并于1977年被美国国家标准局（NIST）采纳为联邦标准。DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，但由于密钥长度较短，如今已不再推荐用于高安全性场景。不过，作为学习加密原理的入门算法，DES仍然非常有价值。

Java中实现DES加密解密的步骤

在Java中，我们可以使用内置的javax.crypto包来实现DES加密和解密。整个过程主要包括以下几个步骤：

1. 生成或指定一个8字节（64位）的密钥（实际有效密钥为56位）
2. 创建Cipher对象并初始化为加密或解密模式
3. 执行加密或解密操作
4. 对结果进行Base64编码（便于传输和显示）

完整代码示例

下面是一个完整的Java程序，演示了如何使用DES算法对字符串进行加密和解密：

import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;import java.util.Base64;public class DESExample {    // DES密钥必须是8字节（64位）    private static final String KEY = "12345678";    public static void main(String[] args) throws Exception {        String originalText = "Hello, this is a secret message!";        System.out.println("原始文本: " + originalText);        // 加密        String encryptedText = encrypt(originalText);        System.out.println("加密后: " + encryptedText);        // 解密        String decryptedText = decrypt(encryptedText);        System.out.println("解密后: " + decryptedText);    }    // 加密方法    public static String encrypt(String plainText) throws Exception {        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "DES");        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plainText.getBytes());        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);    }    // 解密方法    public static String decrypt(String encryptedText) throws Exception {        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(KEY.getBytes(), "DES");        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding");        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);        byte[] decodedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(decodedBytes);        return new String(decryptedBytes);    }}

代码详解

1. 密钥设置：DES要求密钥长度为8字节（64位），其中8位用于奇偶校验，实际有效密钥长度为56位。在示例中，我们使用了简单的字符串"12345678"作为密钥。

2. Cipher对象：我们使用Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding")创建了一个Cipher实例。其中：

• DES 表示使用DES算法
• ECB 是电子密码本模式（简单但不够安全）
• PKCS5Padding 是填充方案，用于处理不是8字节倍数的数据

3. Base64编码：由于加密后的字节数组可能包含不可打印字符，我们使用Base64编码将其转换为可读字符串，便于存储和传输。

注意事项

虽然本教程展示了如何在Java中实现DES算法实现，但在实际项目中，请注意以下几点：

• DES的安全性已不足，建议使用AES等更现代的加密算法
• ECB模式不安全，推荐使用CBC或GCM等更安全的模式
• 密钥应妥善保管，不要硬编码在源代码中
• 在生产环境中，应使用安全的随机数生成器生成密钥

总结

通过本教程，你已经学会了如何在Java中实现基本的Java DES加密解密功能。这不仅帮助你理解了对称加密的基本概念，也为学习更高级的加密技术打下了基础。记住，Java安全加密是一个重要且复杂的领域，持续学习和实践是掌握它的关键。希望这篇对称加密教程对你有所帮助！