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社区首页 >专栏 >DES加密ECB模式的Java实现

DES加密ECB模式的Java实现

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ccf19881030
发布2020-06-16 17:45:02
发布2020-06-16 17:45:02
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远程采集终端说明

一、方案详细说明 更新内容: 报文添加加密功能 使用终端: RTU 加密方式: DES加密 DES加密模式: ECB模式 填充方式: zeropadding

二、简单测试案例 密文(hex): 8bb47a0cf0a9626d2b166ab8314d8fb5 密码: 12345678 对应明文: 0123456789

三、后台解析程序 约定密码: 12345678 解密程序: 前期已提供测试,备份在文件夹中。

1、对应的Java实现(ECB模式,zeropadding填充方式)代码DES.java如下:

代码语言:javascript
复制
package com.ybu.des;

import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.Cipher;

/**
 * 注意:DES加密和解密过程中,密钥长度都必须是8的倍数
 */
public class DES {
    public DES() {
    }

    // 测试
    public static void main(String args[]) {
        // 待加密内容
        String str = "0123456789";
        // 密码,长度要是8的倍数
        String password = "12345678";

        byte[] result = DES.encrypt(str.getBytes(), password);
        // System.out.println("加密后:----" + new String(result));
        System.out.println("加密后:----" + byteToHex(result));
        // 直接将如上内容解密
        try {
            byte[] decryResult = DES.decrypt(result, password);
            System.out.println("解密后:----" + new String(decryResult));
        } catch (Exception e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 加密
     * 
     * @param datasource byte[]
     * @param password   String
     * @return byte[]
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] datasource, String password) {
        try {
            SecureRandom random = new SecureRandom();
            DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
            // 创建一个密匙工厂,然后用它把DESKeySpec转换成
            SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
            SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
            // Cipher对象实际完成加密操作
            Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NoPadding");
            // 用密匙初始化Cipher对象
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, random);
            // 现在,获取数据并加密
            // 正式执行加密操作
            return cipher.doFinal(addZero(datasource));
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 解密
     * 
     * @param src      byte[]
     * @param password String
     * @return byte[]
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] src, String password) throws Exception {
        // DES算法要求有一个可信任的随机数源
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        // 创建一个DESKeySpec对象
        DESKeySpec desKey = new DESKeySpec((password.getBytes()));
        // 创建一个密匙工厂
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        // 将DESKeySpec对象转换成SecretKey对象
        SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
        // Cipher对象实际完成解密操作
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NoPadding");
        // 用密匙初始化Cipher对象
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, random);
        // 真正开始解密操作
        return cipher.doFinal(src);
    }

    public static byte[] getKey(byte[] keyRule) {
        SecretKeySpec key = null;
        byte[] keyByte = keyRule;
        System.out.println(keyByte.length);
        // 创建一个空的八位数组,默认情况下为0
        byte[] byteTemp = new byte[8];
        // 将用户指定的规则转换成八位数组
        int i = 0;
        for (; i < byteTemp.length && i < keyByte.length; i++) {
            byteTemp[i] = keyByte[i];
        }
        key = new SecretKeySpec(byteTemp, "DES");
        return key.getEncoded();
    }

    public static byte[] addZero(byte[] data) {
        byte[] dataByte = data;

        if (data.length % 8 != 0) {
            byte[] temp = new byte[8 - data.length % 8];
            dataByte = byteMerger(data, temp);
        }
        return dataByte;
    }

    // java 合并两个byte数组
    // System.arraycopy()方法
    public static byte[] byteMerger(byte[] bt1, byte[] bt2) {
        byte[] bt3 = new byte[bt1.length + bt2.length];
        System.arraycopy(bt1, 0, bt3, 0, bt1.length);
        System.arraycopy(bt2, 0, bt3, bt1.length, bt2.length);
        return bt3;
    }

    /**
     * byte数组转hex
     * @param bytes
     * @return
     */
    public static String byteToHex(byte[] bytes){
        String strHex = "";
        StringBuilder sb = new StringBuilder("");
        for (int n = 0; n < bytes.length; n++) {
            strHex = Integer.toHexString(bytes[n] & 0xFF);
            sb.append((strHex.length() == 1) ? "0" + strHex : strHex); // 每个字节由两个字符表示,位数不够,高位补0
        }
        return sb.toString().trim();
    }

}

2、使用openssl库实现DES加密和解密(ECB模式,zeropadding填充方式)

可以参考博客C/C++使用openssl进行摘要和加密解密(md5, sha256, des, rsa) openssl里面有很多用于摘要哈希、加密解密的算法,方便集成于工程项目,被广泛应用于网络报文中的安全传输和认证。下面以des的api简单使用作为例子。 算法介绍 des: https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard 工程配置

  • 1、windows

编译openssl库,得到头文件include和链接库lib和dll 配置包含头文件目录和库目录 工程中设置链接指定的lib:libssl.lib,libcrypto.lib 将对应的dll拷贝到exe执行目录:libcrypto-1_1.dll, libssl-1_1.dll

  • 2、linux 编译openssl库,得到头文件include和链接库a和so 配置包含头文件目录和库目录 工程中设置链接指定的lib:libcrypto.a 后者libcrypto.so C++代码如下:
代码语言:javascript
复制
#include <iostream>  
#include <cassert>
#include <string>  
#include <vector>  
#include "openssl/des.h" 

// ---- des对称加解密 ---- //  
// 加密 ecb模式  
std::string des_encrypt(const std::string &clearText, const std::string &key)
{
	std::string cipherText; // 密文  

	DES_cblock keyEncrypt;
	memset(keyEncrypt, 0, 8);

	// 构造补齐后的密钥  
	if (key.length() <= 8)
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), key.length());
	else
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), 8);

	// 密钥置换  
	DES_key_schedule keySchedule;
	DES_set_key_unchecked(&keyEncrypt, &keySchedule);

	// 循环加密,每8字节一次  
	const_DES_cblock inputText;
	DES_cblock outputText;
	std::vector<unsigned char> vecCiphertext;
	unsigned char tmp[8];

	for (int i = 0; i < clearText.length() / 8; i++)
	{
		memcpy(inputText, clearText.c_str() + i * 8, 8);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_ENCRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);

		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCiphertext.push_back(tmp[j]);
	}

	if (clearText.length() % 8 != 0)
	{
		int tmp1 = clearText.length() / 8 * 8;
		int tmp2 = clearText.length() - tmp1;
		memset(inputText, 0, 8);
		memcpy(inputText, clearText.c_str() + tmp1, tmp2);
		// 加密函数  
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_ENCRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);

		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCiphertext.push_back(tmp[j]);
	}

	cipherText.clear();
	cipherText.assign(vecCiphertext.begin(), vecCiphertext.end());

	return cipherText;
}

// 解密 ecb模式  
std::string des_decrypt(const std::string &cipherText, const std::string &key)
{
	std::string clearText; // 明文  

	DES_cblock keyEncrypt;
	memset(keyEncrypt, 0, 8);

	if (key.length() <= 8)
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), key.length());
	else
		memcpy(keyEncrypt, key.c_str(), 8);

	DES_key_schedule keySchedule;
	DES_set_key_unchecked(&keyEncrypt, &keySchedule);

	const_DES_cblock inputText;
	DES_cblock outputText;
	std::vector<unsigned char> vecCleartext;
	unsigned char tmp[8];

	for (int i = 0; i < cipherText.length() / 8; i++)
	{
		memcpy(inputText, cipherText.c_str() + i * 8, 8);
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_DECRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);

		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCleartext.push_back(tmp[j]);
	}

	if (cipherText.length() % 8 != 0)
	{
		int tmp1 = cipherText.length() / 8 * 8;
		int tmp2 = cipherText.length() - tmp1;
		memset(inputText, 0, 8);
		memcpy(inputText, cipherText.c_str() + tmp1, tmp2);
		// 解密函数  
		DES_ecb_encrypt(&inputText, &outputText, &keySchedule, DES_DECRYPT);
		memcpy(tmp, outputText, 8);

		for (int j = 0; j < 8; j++)
			vecCleartext.push_back(tmp[j]);
	}

	clearText.clear();
	clearText.assign(vecCleartext.begin(), vecCleartext.end());

	return clearText;
}

int main(int argc, char **argv)
{
	// 原始明文  
	std::string srcText = "0123456789";

	std::string encryptText;
	std::string encryptHexText;
	std::string decryptText;

	std::cout << "=== 原始明文 ===" << std::endl;
	std::cout << srcText << std::endl;

	// des  
	std::cout << "=== des加解密 ===" << std::endl;
	std::string desKey = "12345678";
	encryptText = des_encrypt(srcText, desKey);
	std::cout << "加密字符: " << std::endl;
	std::cout << encryptText << std::endl;
	decryptText = des_decrypt(encryptText, desKey);
	std::cout << "解密字符: " << std::endl;
	std::cout << decryptText << std::endl;

	system("pause");

	return 0;
}
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原始发表:2020/06/16 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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