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快速了解常用的对称加密算法，再也不用担心面试官的刨根问底
加密算法通常被分为两种： 对称加密 和 非对称加密 。其中，对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同；非对称加密算法在加密和解密时使用的密钥不同，分为公钥和私钥。此外，还有一类叫做 消息摘要算法 ，是对数据进行摘要并且不可逆的算法。
这次我们了解一下对称加密算法。
对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同，或是使用两个可以简单地相互推算的密钥。在大多数的对称加密算法中，加密和解密的密钥是相同的。
它要求双方在安全通信之前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都可以对他们发送的信息进行解密，这也是对称加密算法的主要缺点之一。
常见的对称加密算法有：DES算法、3DES算法、AES算法。
DES算法（Data Encryption Standard）是一种常见的分组加密算法。
分组加密算法是将明文分成固定长度的组，每一组都采用同一密钥和算法进行加密，输出也是固定长度的密文。
由IBM公司在1972年研制，1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），随后在国际上广泛流传开来。
在DES算法中，密钥固定长度为64位。明文按64位进行分组，分组后的明文组和密钥按位置换或交换的方法形成密文组，然后再把密文组拼装成密文。
密钥的每个第八位设置为奇偶校验位，也就是第8、16、24、32、40、48、56、64位，所以密钥的实际参与加密的长度为56位。
我们用Java写个例子：
运行结果如下：
DES现在已经不是一种安全的加密方法，主要因为它使用的密钥过短，很容易被暴力破解。
3DES算法（Triple Data Encryption Algorithm）是DES算法的升级版本，相当于是对明文进行了三次DES加密。
由于计算机运算能力的增强，DES算法由于密钥长度过低容易被暴力破解；3DES算法提供了一种相对简单的方法，即通过增加DES的密钥长度来避免类似的攻击，而不是设计一种全新的块密码算法。
在DES算法中，密钥固定长度为192位。在加密和解密时，密钥会被分为3个64位的密钥。
加密过程如下：
解密过程如下：
我们用Java写个例子：
运行结果如下：
虽然3DES算法在安全性上有所提升，但是因为使用了3次DES算法，加密和解密速度比较慢。
AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）主要是为了取代DES加密算法的，虽然出现了3DES的加密方法，但由于它的加密时间是DES算法的3倍多，密钥位数还是不能满足对安全性的要求。
1997年1月2号，美国国家标准与技术研究院（NIST）宣布希望征集高级加密标准，用以取代DES。全世界很多密码工作者都提交了自己设计的算法。经过甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。
该算法为比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，以 Rijndael 为名投稿高级加密标准的甄选流程。
AES算法的密钥长度是固定，密钥的长度可以使用128位、192位或256位。
AES算法也是一种分组加密算法，其分组长度只能是128位。分组后的明文组和密钥使用几种不同的方法来执行排列和置换运算形成密文组，然后再把密文组拼装成密文。
我们用Java写个例子：
运行结果如下：
AES算法是目前应用最广泛的对称加密算法。
对称加密算法在加密和解密时使用的密钥相同，常见的对称加密算法有：DES算法、3DES算法、AES算法。
由于安全性低、加密解密效率低，DES算法和3DES算法是不推荐使用的，AES算法是目前应用最广泛的对称加密算法。
分享Java常用几种加密算法
简单的Java加密算法有：
第一种. BASE
Base是网络上最常见的用于传输Bit字节代码的编码方式之一，大家可以查看RFC～RFC，上面有MIME的详细规范。Base编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base来将一个较长的唯一标识符（一般为-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。
第二种. MD
MD即Message-Digest Algorithm （信息-摘要算法），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD的前身有MD、MD和MD。广泛用于加密和解密技术，常用于文件校验。校验？不管文件多大，经过MD后都能生成唯一的MD值。好比现在的ISO校验，都是MD校验。怎么用？当然是把ISO经过MD后产生MD的值。一般下载linux-ISO的朋友都见过下载链接旁边放着MD的串。就是用来验证文件是否一致的。
MD算法具有以下特点：
压缩性：任意长度的数据，算出的MD值长度都是固定的。
容易计算：从原数据计算出MD值很容易。
抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改个字节，所得到的MD值都有很大区别。
弱抗碰撞：已知原数据和其MD值，想找到一个具有相同MD值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD值，是非常困难的。
MD的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被”压缩”成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串）。除了MD以外，其中比较有名的还有sha-、RIPEMD以及Haval等。
第三种.SHA
安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于^位的消息，SHA会产生一个位的消息摘要。该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，并被广泛使用。该算法的思想是接收一段明文，然后以一种不可逆的方式将它转换成一段（通常更小）密文，也可以简单的理解为取一串输入码（称为预映射或信息），并把它们转化为长度较短、位数固定的输出序列即散列值（也称为信息摘要或信息认证代码）的过程。散列函数值可以说是对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名就可以视为对此明文的数字签名。
SHA-与MD的比较
因为二者均由MD导出，SHA-和MD彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：
对强行攻击的安全性：最显著和最重要的区别是SHA-摘要比MD摘要长 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD是^数量级的操作，而对SHA-则是^数量级的操作。这样，SHA-对强行攻击有更大的强度。
对密码分析的安全性：由于MD的设计，易受密码分析的攻击，SHA-显得不易受这样的攻击。
速度：在相同的硬件上，SHA-的运行速度比MD慢。
第四种.HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。
java加密的几种方式
基本的单向加密算法：
BASE64 严格地说，属于编码格式，而非加密算法
MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)
复杂的对称加密（DES、PBE）、非对称加密算法：
DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)
PBE(Password-based encryption，基于密码验证)
RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
DH(Diffie-Hellman算法，密钥一致协议)
DSA(Digital Signature Algorithm，数字签名)
ECC(Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学)
代码参考：
/**
* BASE64加密
*
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
}
/**
* MD5加密
*
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
md5.update(data);
return md5.digest();
}
/**
* SHA加密
*
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
sha.update(data);
return sha.digest();
}
}
/**
* 初始化HMAC密钥
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static String initMacKey() throws Exception {
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
}
/**
* HMAC加密
*
* @param data
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);
Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
mac.init(secretKey);
return mac.doFinal(data);
}
