Java  加密解密基礎(chǔ)：

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密碼學(xué)是研究編制密碼和破譯密碼的技術(shù)科學(xué)。研究密碼變化的客觀規(guī)律，應(yīng)用于編制密碼以保守通信秘密的，稱為編碼學(xué)；應(yīng)用于破譯密碼以獲取通信情報(bào)的，稱為破譯學(xué)，總稱密碼學(xué)。

密碼學(xué)常用術(shù)語

明文： 待加密數(shù)據(jù)。

密文： 明文經(jīng)過加密后數(shù)據(jù)。

加密： 將明文轉(zhuǎn)換為密文的過程。

加密算法： 將明文轉(zhuǎn)換為密文的轉(zhuǎn)換算法。

加密密鑰： 通過加密算法進(jìn)行加密操作的密鑰。

解密： 將密文轉(zhuǎn)換為銘文的過程。

解密算法： 將密文轉(zhuǎn)換為明文的轉(zhuǎn)換算法。

解密密鑰： 通過解密短發(fā)進(jìn)行解密操作的密鑰。

密碼學(xué)分類

1.按時間分

a.古典密碼：以字符為基本加密單元。

b.現(xiàn)代密碼：以信息塊為基本加密單元。

2按保密內(nèi)容的算法劃分

a.受限制算法：算法的保密性基于保持算法的秘密。

b.基于密鑰算法：算法的保密性基于對密鑰的保密。

3.按密鑰體制劃分

a.對稱密碼體制：也叫單鑰或私鑰密碼體制，加密過程與解密過程使用同一套密鑰。對應(yīng)的算法就是對稱加密算法，例如DES，AES。

b.非對稱密碼體制：也叫雙鑰或公鑰密碼體制，加密過程與解密過程使用不同的密鑰。對應(yīng)的算法就是非對稱加密算法，例如RSA。

4.按明文處理方式劃分

a.流密碼：也稱為序列密碼，加密時每次加密一位或者一個字節(jié)的明文。例如RC4算法。

b.分組密碼：加密時將明文分成固定長度的組，用同一個密鑰和算法對每一組進(jìn)行加密輸出也是固定長度的明文。當(dāng)最后一組大小不滿足指定的分組大小時，

有兩種處理模式：

無填充模式，直接對剩余數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，此組加密后大小與剩余數(shù)據(jù)有關(guān)；

有填充模式，對于不滿足指定長度分組的進(jìn)行數(shù)據(jù)填充；如果恰巧最后一組數(shù)據(jù)與指定分組大小相同，那么直接添加一個指定

大小的分組；填充的最后一個字節(jié)記錄了填充的字節(jié)數(shù)。

分組密碼工作模式簡介

1.電子密碼本模--ECB

將明文的各個分組獨(dú)立的使用相同的密鑰進(jìn)行加密，這種方式加密時各分組的加密獨(dú)立進(jìn)行互不干涉，因而可并行進(jìn)行。同樣因?yàn)楦鞣纸M獨(dú)立加密的緣故，相同的明文分組加密之后具有相同的密文。該模式容易暴露明文分組的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和結(jié)構(gòu)特征。不能防范替換攻擊。

其實(shí)照實(shí)現(xiàn)來看，ECB的過程只是把明文進(jìn)行分組，然后分別加密，最后串在一起的過程。當(dāng)消息長度超過一個分組時，不建議使用該模式。在每個分組中增加隨機(jī)位(如128位分組中96位為有效明文，32位的隨機(jī)數(shù))則可稍微提高其安全性,但這樣無疑造成了加密過程中數(shù)據(jù)的擴(kuò)張。

優(yōu)點(diǎn):

1.簡單；

2.有利于并行計(jì)算；

3.誤差不會被傳送；

缺點(diǎn):

1.不能隱藏明文的模式；

2.可能對明文進(jìn)行主動攻擊；

2.密碼分組鏈接模--CBC

需要一個初始化向量IV，第一組明文與初始化向量進(jìn)行異或運(yùn)算后再加密，以后的每組明文都與前一組的密文進(jìn)行異或運(yùn)算后再加密。IV 不需要保密，它可以明文形式與密文一起傳送。

優(yōu)點(diǎn)：

1.不容易主動攻擊,安全性好于ECB,適合傳輸長度長的報(bào)文,是SSL、IPSec的標(biāo)準(zhǔn)。

缺點(diǎn)：

1.不利于并行計(jì)算；

2.誤差傳遞；

3.需要初始化向量IV

3.密文反饋模式--CFB

需要一個初始化向量IV ，加密后與第一個分組明文進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生第一組密文，然后對第一組密文加密后再與第二組明文進(jìn)行異或運(yùn)算纏身第二組密文，一次類推，直到加密完畢。

優(yōu)點(diǎn)：

1.隱藏了明文模式;

2.分組密碼轉(zhuǎn)化為流模式;

3.可以及時加密傳送小于分組的數(shù)據(jù);

缺點(diǎn):

1.不利于并行計(jì)算;

2.誤差傳送：一個明文單元損壞影響多個單元;

3.唯一的IV;

4. 輸出反饋模式--OFB

需要一個初始化向量IV ，加密后得到第一次加密數(shù)據(jù)，此加密數(shù)據(jù)與第一個分組明文進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生第一組密文，然后對第一次加密數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次加密，得到第二次加密數(shù)據(jù)，第二次加密數(shù)據(jù)再與第二組明文進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生第二組密文，一次類推，直到加密完畢。

優(yōu)點(diǎn):

1.隱藏了明文模式;

2.分組密碼轉(zhuǎn)化為流模式;

3.可以及時加密傳送小于分組的數(shù)據(jù);

缺點(diǎn):

1.不利于并行計(jì)算;

2.對明文的主動攻擊是可能的;

3.誤差傳送：一個明文單元損壞影響多個單元;

5.計(jì)數(shù)器模式--CTR

使用計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器初始值加密后與第一組明文進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生第一組密文，
計(jì)數(shù)器增加，然后，加密后與下一組明文進(jìn)行異或運(yùn)算產(chǎn)生下一組密文，以此類推，直到加密完畢

優(yōu)點(diǎn):

1.可并行計(jì)算;

2.安全性至少與CBC 模式一樣好;

3.加密與解僅涉及密碼算法的加密;

缺點(diǎn):

1.沒有錯誤傳播，不易確保數(shù)據(jù)完整性;

分組密碼填充方式簡介

PKCS5 :填充字符串由一個值為5的字節(jié)序列組成，每個字節(jié)填充該字節(jié)序列的長度。明確定義Block的大小是8位

PKCS7 :填充字符串由一個值為7的字節(jié)序列組成，每個字節(jié)填充該字節(jié)序列的長度。對于塊的大小是不確定的，可以在1-255之間

ISO10126:填充字符串由一個字節(jié)序列組成，此字節(jié)序列的最后一個字節(jié)填充字節(jié)序列的長度，其余字節(jié)填充隨機(jī)數(shù)據(jù)。

希望本篇文章對您有所幫助