加解密算法应用场景

加解密是什么？为什么要加密？加密类型都有哪些？有万能加密么？

1）加密，顾名思义，添加密码，密码的作用是加密保护和安全认证。

如果没有加密，即明文显示，那么很容易导致信息泄露；加密之后，未经授权的用户即使获得了信息，但不知秘钥，仍然无法了解信息的具体内容。

2）加密算法大体上分为单向加密和双向加密，双向加密又可分为对称加密和非对称加密。

单向加密就是非可逆加密，就是不可解密的加密方法。如：MD5、SHA、HMAC。

双向加密是可逆加密，采用秘钥进行加密和解密。

对称加密是使用同样的秘钥进行加密和解密。如：DES、IDEA、RC2、RC4、SKIPJACK、RC5、AES

非对称加密一般用两个秘钥完成加密解密，这两个秘钥是公开秘钥（公钥）和私有秘钥（私钥）。如：RSA、DSA

3）世界上没有万能加密算法，只有相对安全的加密算法，加密算法会越来越安全，但任何加密算法都可以被破解，听起来好像很矛盾。

AES

AES（Advanced Encryption Standard）是一种对称加密算法，使用相同的秘钥可以同时进行加密和解密。AES 提供了多种不同密钥长度的加密方式，包括 128 位、192 位和 256 位。在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的 Cipher 类来实现 AES 加密和解密。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.Key;

/**
 * 由于此处使用AES-128-CBC加密模式，key需要为16位
 * 如：key="1234567812345678"
 */
public final class AESUtil {

    private AESUtil() {
    }

    private static final String AES_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";

    /**
     * 加密
     *
     * @param data 待加密的数据
     * @param key  加密的key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] aesEncrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    /**
     * 加密
     *
     * @param encryptedData 待解密的数据
     * @param key           加密的key
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] aesDecrypt(byte[] encryptedData, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(encryptedData);
    }
}

MD5

MD5 是一种不可逆的哈希函数，可以将任意长度的输入数据转换成固定长度的输出数据。MD5 输出的结果通常是一个 128 位的二进制值，也可以表示为 32 位的十六进制字符串。在 Java 中，可以使用 java.security.MessageDigest 类来实现 MD5 哈希。

import java.security.MessageDigest;

public final class MD5Util {

    private MD5Util() {
    }

    public static String md5(String data) throws Exception {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        byte[] digest = md.digest(data.getBytes());
        return bytesToHexString(digest);
    }

    private static String bytesToHexString(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(hex);
        }
        return sb.toString();
    }
}

RSA

RSA 是一种非对称加密算法，它使用一个公钥和一个私钥来进行加密和解密。公钥可以公开，用于加密数据；私钥则应该保密，用于解密数据。RSA 的安全性基于大数分解难度定理。在 Java 中，可以使用 java.security.KeyPairGenerator 和 javax.crypto.Cipher 类来实现 RSA 加密和解密。

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.Key;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;

public final class RSAUtil {

    private RSAUtil() {
    }

    private static final String RSA_ALGORITHM = "RSA/ECB/PKCS1Padding";

    public static byte[] rsaEncrypt(byte[] data, Key publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static byte[] rsaDecrypt(byte[] encryptedData, Key privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        return cipher.doFinal(encryptedData);
    }

    public static KeyPair generateRSAKeyPair(int keySize) throws Exception {
        KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        generator.initialize(keySize);
        return generator.generateKeyPair();
    }
}

SHA256

SHA256 是一种哈希算法，它和 MD5 一样都是一种不可逆的哈希函数。SHA256 最终输出的结果是一个长度为 256 位的二进制值，通常可以表示为 64 位十六进制字符串。在 Java 中，可以使用 java.security.MessageDigest 类来实现 SHA256 哈希。

import java.security.MessageDigest;

public final class SHA256Util {

    private SHA256Util() {
    }

    public static String sha256(String data) throws Exception {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        byte[] digest = md.digest(data.getBytes());
        return bytesToHexString(digest);
    }

    private static String bytesToHexString(byte[] bytes) {
        return getString(bytes);
    }

    static String getString(byte[] bytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : bytes) {
            String hex = Integer.toHexString(b & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                sb.append('0');
            }
            sb.append(hex);
        }
        return sb.toString();
    }
}

DES

DES（Data Encryption Standard）是一种对称加密算法，使用相同的秘钥可以同时进行加密和解密。DES 的秘钥长度为 56 位，已经不再被视为安全的加密算法。在 Java 中，可以使用 javax.crypto 包中的 Cipher 类来实现 DES 加密和解密。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.Key;

public final class DESUtil {

    private DESUtil() {
    }

    private static final String DES_ALGORITHM = "DES/ECB/PKCS5Padding";

    public static byte[] desEncrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, "DES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static byte[] desDecrypt(byte[] encryptedData, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, "DES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES_ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(encryptedData);
    }
}