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对称加密
对称加密算法
对称加密算法是一种加密方法，它使用相同的密钥来进行加密和解密。这意味着发送方和接收方都需要事先共享相同的密钥。对称加密算法在加密和解密过程中使用的密钥是相同的，因此加密和解密的速度相对较快。然而，对称加密算法的安全性主要依赖于密钥的保密性。
实现原理
对称加密算法的实现原理涉及以下几个步骤：
密钥生成和共享: 发送方和接收方需要在通信前约定一个密钥，并确保该密钥在传输过程中保持机密性。通常，密钥的生成需要足够的随机性。
加密过程: 发送方使用约定好的密钥对明文进行加密，生成密文数据。加密算法根据密钥将明文转换成看似随机的密文，使得除了持有密钥的接收方，其他人无法理解密文的内容。
传输或存储: 密文数据可以通过网络传输给接收方，或者在存储介质上保存，只有持有密钥的接收方能够解密。
解密过程: 接收方使用相同的密钥对密文数据进行解密，还原出原始的明文数据。
常见的对称加密算法
在Java中，常见的对称加密算法包括：
DES (Data Encryption Standard): 是一种使用56位密钥的对称加密算法。由于密钥长度较短，DES目前已不再安全，不推荐在安全敏感的应用中使用。
3DES (Triple Data Encryption Algorithm): 是对DES算法的增强版本，使用3个56位的密钥对数据进行三次加密。虽然3DES较为安全，但由于密钥长度较长，导致性能相对较慢。
AES (Advanced Encryption Standard): 是目前最广泛使用的对称加密算法之一。它支持128位、192位和256位三种密钥长度，被认为是安全可靠且性能较高的加密算法。
RC4 (Rivest Cipher 4): 是一种流密码算法，属于对称加密算法。它使用变长密钥，简单且速度较快。然而，由于RC4的一些弱点，已不再推荐在安全领域使用。
ChaCha20: 是一种流密码算法，其在移动设备和互联网上得到广泛应用。它支持较长的密钥和随机数，而且相对安全和高效。
AES算法
AES（Advanced Encryption Standard）也称为Rijndael算法。它是目前广泛使用的对称加密算法之一，用于保护敏感数据的安全性。AES算法支持不同的密钥长度，包括128位、192位和256位，而密钥长度越长，算法的安全性也越高。
AES的特点
安全性：目前没有已知的有效攻击能够破解AES算法，前提是使用足够长的密钥。
高效性：相比许多其他对称加密算法，AES加密和解密速度较快，尤其在硬件和现代处理器中。
灵活性：AES支持多种密钥长度，根据应用需求选择不同的密钥长度。
AES实操示例
在Java中，AES算法的实现可以通过javax.crypto包中的Cipher类来完成。
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Base64;
public class AESUtils {
public static String encrypt(String plaintext, String secretKey) throws Exception {
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(plaintext.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
}
public static String decrypt(String encryptedText, String secretKey) throws Exception {
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "AES");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] encryptedBytes = Base64.getDecoder().decode(encryptedText);
byte[] decryptedBytes = cipher.doFinal(encryptedBytes);
return new String(decryptedBytes, StandardCharsets.UTF_8);
}
}使用该工具类时，可以通过调用encrypt方法对明文进行加密，调用decrypt方法对密文进行解密。需要注意的是，密钥的生成和管理需要在实际应用中采取安全的措施，以保证密钥的机密性和完整性。
