记录一些Java常用的编-解码和加-解密的使用

大部分情况下都是对二进制字节数组进行编-解码和加-解密操作，如果是字符串的话，通过String的getBytes方法，可以转成对应的字节数组，例如

byte[] bytes = "我是一段文本".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

示例都是使用jdk自带组件实现

base64

是将二进制数据转成可读的字符串，编码成为文本，便于处理，示例使用jdk自带Base64工具类，也可以用org.apache.commons.codec的工具类org.apache.commons.codec.binary.Base64

编码

import java.util.Base64;

public static String encode(byte[] clearData) {
    return Base64.getEncoder().encodeToString(bytes);
}

解码

import java.util.Base64;

public static String decode(String base64Str) {
    byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(base64Str);
    return new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);
}

MD5

MD5是很常用的一种签名方法，可以用于密码的加密存储，数字签名，文件完整性验证等，

MD5算法是单向加密，md5加密后的密文，目前无法解密，安全系数相对来说比较高

加密签名

//使用org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils
public static byte[] md5(byte[] data) {
    return DigestUtils.md5(data);
}

//使用jdk自带方法：java.security.MessageDigest
public byte[] md5(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException {
    MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
    return messageDigest.digest(data);
}

AES

AES是双向加密的算法，使用对称密钥（公钥私钥一样），明文加密后，密文可以使用密钥解密，AES需要一个密钥进行加密解密，AES支持三种长度的密钥：128位，192位，256位

生成密钥

public static byte[] generateKey() throws Exception {
    //密钥生成器
    KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("AES");
    kg.init(128, new SecureRandom());
    // 生成秘密密钥
    SecretKey secretKey = kg.generateKey();
    // 获得密钥的二进制编码数据
    return secretKey.getEncoded();
}

加密

public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
    return cipher.doFinal(data);
}

解密

public static String decrypt(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
    SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, "AES");
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
    return cipher.doFinal(data);
}

解密后的数据可以自行转成字符串，new String(byte[]);

RSA

RSA是一种非对称加密算法，它有两个密钥：公钥和私钥。它们是一对，如果用公钥进行加密，只有用对应的私钥才能解密；如果用私钥进行加密，只有用对应的公钥才能解密。

一般情况下使用公钥加密，私钥解密

生成密钥对

/**
 * 生成密钥对
 */
public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
    // 实例化密钥对生成器
        KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        // 初始化密钥对生成器，SecureRandom无需设置seed，用系统默认算法获取随机数
        keyPairGen.initialize(KEY_SIZE, new SecureRandom());
        // 生成密钥对
        KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
        //公钥二进制数据
        //byte[] publicKeyData = keyPair.getPublic().getEncoded();
        //私钥二进制数据
        //byte[] privateKeyData = keyPair.getPrivate().getEncoded();
        return keyPair;
}

密钥可以使用base64编码后写入文件中保存起来

公钥加密

/**
 * 公钥加密
 */
public static byte[] encryptWithPublicKey(byte[] data, byte[] publicKeyData) throws Exception {
    //对公钥二进制数据进行编码
    X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKeyData);
    //初始化密钥工厂，使用算法为RSA
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    //生成公钥
    PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
    // 对数据加密
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
    //设置为解密模式，密钥为公钥
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
    return cipher.doFinal(data);
}

私钥解密

/**
 * 私钥解密
 */
public static byte[] decryptWithPrivateKey(byte[] data, byte[] privateKeyData) throws Exception {
    //对私钥二进制数据进行编码
    PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKeyData);
    //初始化密钥工厂，使用算法为RSA
    KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
    //生成私钥
    PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
    // 对数据解密，使用算法RSA
    Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
    //设置为解密模式，密钥为私钥
    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
    return cipher.doFinal(data);
}