Java中如何进行数据加密与解密

Java是一种非常流行的编程语言，其安全性能也得到了广泛的认可。在实现安全传输和存储敏感数据时，加密和解密是必要的。本文将介绍Java中如何进行数据加密与解密。

Java加密方式

Java提供了很多加密方式，包括对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名等。对称加密和非对称加密方式是应用最广泛的。

对称加密

对称加密是一种加密方式，对称加密意味着使用相同密钥进行加密和解密。也就是说，发送方使用相同的密钥对数据进行加密和接收方使用相同的密钥进行解密。对称加密算法一般有DES、3DES、AES等。下面是一个使用AES对字符串进行加密和解密的示例：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
import java.security.Key;

public class AESExample {
    private static final String ALGORITHM = "AES";
    private static final byte[] KEY = "my-secret-key-123".getBytes();
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String originalString = "Hello, World!";
        
        // 加密
        byte[] encryptedBytes = encrypt(originalString.getBytes(), KEY);
        String encryptedString = DatatypeConverter.printBase64Binary(encryptedBytes);
        System.out.println("加密字符串: " + encryptedString);

        // 解密
        byte[] decryptedBytes = decrypt(DatatypeConverter.parseBase64Binary(encryptedString), KEY);
        String decryptedString = new String(decryptedBytes);
        System.out.println("解密字符串: " + decryptedString);
    }

    private static byte[] encrypt(byte[] input, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(input);
    }

    private static byte[] decrypt(byte[] input, byte[] key) throws Exception {
        Key secretKey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        return cipher.doFinal(input);
    }
}

上面的代码中，我们使用了AES对“Hello, World!”这个字符串进行了加密和解密，密钥是“my-secret-key-123”，加密后的字符串通过Base64编码方便传输。

非对称加密

非对称加密是一种加密方式，其使用一对不同的密钥进行加密和解密，它包含公开密钥和私有密钥。公开密钥是可以公开发布的，用户可以使用公钥加密数据，但是只有私钥的拥有者才能使用私钥解密数据。非对称加密算法一般有RSA、ECC等。下面是一个使用RSA对字符串进行加密和解密的示例：

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;

public class RSAExample {
    private static final String PLAIN_TEXT = "Hello, World!";
    private static final String ALGORITHM = "RSA";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
        keyGen.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyGen.generateKeyPair();

        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        // 加密
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(PLAIN_TEXT.getBytes());
        System.out.println("加密字符串: " + new String(encryptedBytes));

        // 解密
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
        System.out.println("解密字符串: " + new String(decryptedBytes));
    }
}

上面的代码中，我们使用RSA对“Hello, World!”这个字符串进行了加密和解密，密钥长度为2048位。

总结

Java提供了丰富的加密方式，包括对称加密、非对称加密、哈希函数、数字签名等。在实际开发中，我们可以根据具体的需求和安全需求选择合适的加密方式。在使用Java加密和解密时，需要注意随机数生成、密钥管理、算法选择等安全问题。同时，我们还需要注意加密算法的选择是否符合实际需求、密钥管理是否安全可靠等问题。