Java 加解密知识介绍

摘要：Java 提供了多种加密算法和工具来支持数据的安全传输和存储。本文将介绍 Java 中的加密基础知识，包括对称加密、非对称加密、哈希函数和数字签名，以及如何在 Java 中使用这些技术。

一、对称加密

对称加密是指使用相同的密钥进行加密和解密的数据加密方法。Java 提供了多种对称加密算法，如 AES（高级加密标准）、DES（数据加密标准）等。

创建密钥
可以使用 SecretKeyFactory 类来创建对称密钥。例如：

java 复制代码

import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
SecretKey key = SecretKeyFactory.getInstance("AES").generateSecret(new SecretKeySpec("myKey".getBytes("UTF-8"), "AES"));

加密和解密数据
可以使用 Cipher 类来加密和解密数据。例如：

java 复制代码

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
byte[] encrypted = cipher.doFinal("myData".getBytes("UTF-8"));
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);

二、非对称加密

非对称加密是指使用一对密钥（公钥和私钥）进行加密和解密的数据加密方法。Java 提供了多种非对称加密算法，如 RSA、ECC（椭圆曲线密码学）等。

生成密钥对
可以使用 KeyPairGenerator 类来生成密钥对。例如：

java 复制代码

import javax.crypto.KeyPair;
import javax.crypto.KeyPairGenerator;
import javax.crypto.spec.X509EncodedKeySpec;
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyPairGenerator.initialize(2048);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

加密和解密数据
可以使用 PublicKey 和 PrivateKey 来加密和解密数据。例如：

java 复制代码

import java.security.PublicKey;
import java.security.PrivateKey;
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
byte[] encrypted = publicKey.encrypt("myData".getBytes("UTF-8"));
byte[] decrypted = privateKey.decrypt(encrypted);

三、哈希函数

哈希函数将输入数据转换为固定长度的摘要，通常用于验证数据的完整性和一致性。Java 提供了多种哈希函数，如 MD5、SHA-256 等。

计算哈希值
可以使用 MessageDigest 类来计算哈希值。例如：

java 复制代码

import java.security.MessageDigest;
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
byte[] digest = md.digest("myData".getBytes("UTF-8"));

四、数字签名

数字签名是一种基于非对称加密的验证机制，用于验证数据的完整性和来源。Java 提供了 Signature 类来创建数字签名。

创建签名
可以使用 Signature 类来创建数字签名。例如：

java 复制代码

import java.security.KeyPair;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Signature;
KeyPair keyPair = ... // 生成密钥对
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
Signature signature = Signature.getInstance("SHA256WithRSA");
signature.init(Signature.SIGN_MODE, privateKey);
byte[] signatureBytes = signature.sign("myData".getBytes("UTF-8"));

验证签名
可以使用 PublicKey 和 Signature 类来验证数字签名。例如：

java 复制代码

import java.security.KeyPair;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
KeyPair keyPair = ... // 生成密钥对
PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
Signature signature = Signature.getInstance("SHA256WithRSA");
signature.init(Signature.VERIFY_MODE, publicKey);
boolean isVerified = signature.verify("myData".getBytes("UTF-8"), signatureBytes);

五、总结

本文介绍了 Java 中的加密基础知识，包括对称加密、非对称加密、哈希函数和数字签名。通过学习这些技术，您可以更好地保护数据的安全性，确保数据的完整性和来源的可靠性。随着加密技术的不断发展，Java 提供了更多高级和强大的加密工具，以支持复杂的安全需求。