数据库加密Java

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数据库加密 Java 实践指导

在我们今天的内容中，我们将探讨如何在 Java 中实现数据库加密，这是确保数据安全的重要措施。下面，我将为你说明整个流程，并提供具体代码和解释。

流程概述

在实现数据库加密的过程中，我们通常会遵循以下步骤：

步骤	描述
1	选择加密算法
2	生成密钥
3	对数据进行加密
4	存储加密后的数据
5	从数据库读取并解密数据

接下来，我们将逐步解析每一步所需的代码及其说明。

第一步：选择加密算法

我们选择 AES (Advanced Encryption Standard) 作为我们的加密算法。它是一种对称加密算法，适合加密较大数据。

第二步：生成密钥

为了使用 AES 加密，我们需要一个密钥。我们可以使用 KeyGenerator 来生成密钥。

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;

public class KeyGeneratorExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建一个 KeyGenerator 实例，用于生成 AES 密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGenerator.init(256); // 设置密钥大小为 256 位
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey(); // 生成密钥

        // 输出密钥
        System.out.println("Generated Secret Key: " + secretKey);
    }
}

注：以上代码生成了一个 AES 密钥，并将其输出。

第三步：对数据进行加密

接下来，我们将示范如何对字符串数据进行 AES 加密。我们将使用 Cipher 类。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

public class AESEncryption {
    private static final String ALGORITHM = "AES";
    private static final String TRANSFORMATION = "AES/CBC/PKCS5Padding"; // 加密模式

    public static byte[] encrypt(String data, SecretKey secretKey, byte[] iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getEncoded(), ALGORITHM);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, ivSpec);

        return cipher.doFinal(data.getBytes()); // 返回加密后的字节数组
    }
}

注：该方法接受待加密数据、密钥和初始向量（IV），并返回加密后的字节数组。

第四步：存储加密后的数据

将加密后的数据存储到数据库中，这里我们简化为打印到控制台。

public class EncryptionDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SecretKey secretKey = ...; // 使用前面生成的密钥
        byte[] iv = new byte[16]; // 初始化向量，可以随机生成
        String originalData = "Hello, World!";

        byte[] encryptedData = AESEncryption.encrypt(originalData, secretKey, iv);
        
        // 将加密数据以十六进制字符串形式输出（模拟存入数据库）
        StringBuilder hexString = new StringBuilder();
        for (byte b : encryptedData) {
            hexString.append(String.format("%02x", b));
        }
        System.out.println("Encrypted Data: " + hexString.toString());
    }
}

注：此处代码用于模拟将加密后的数据存入数据库。

第五步：从数据库读取并解密数据

最后，我们将验证如何解密数据。

public class AESDecryption {
    public static String decrypt(byte[] encryptedData, SecretKey secretKey, byte[] iv) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getEncoded(), ALGORITHM);
        IvParameterSpec ivSpec = new IvParameterSpec(iv);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, ivSpec);

        byte[] originalData = cipher.doFinal(encryptedData); // 解密过程
        return new String(originalData); // 返回解密后的字符串
    }
}

注：此方法接收加密后的字节数组，密钥和 IV 并返回解密后的字符串。