Java数据加密解密

数据加密解密是计算机安全领域中非常重要的一部分。在实际应用中，我们经常需要对敏感数据进行加密，以防止数据泄露和不当使用。Java提供了多种加密算法和API来实现数据的加密解密操作。本文将介绍几种常用的加密算法和Java中的相关API，并提供代码示例说明其用法。

对称加密算法

对称加密算法使用相同的密钥对数据进行加密和解密。常见的对称加密算法有DES、AES等。下面是一个使用AES算法进行数据加密解密的示例代码。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class AESUtils {
    public static String encrypt(String data, String key) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);
    }

    public static String decrypt(String encryptedData, String key) throws Exception {
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "AES");
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData));
        return new String(decryptedData);
    }
}

上述代码使用AES算法对数据进行加密和解密，其中encrypt方法用于加密数据，decrypt方法用于解密数据。加密和解密过程需要使用相同的密钥。

非对称加密算法

非对称加密算法使用一对密钥，公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。常见的非对称加密算法有RSA、DSA等。下面是一个使用RSA算法进行数据加密解密的示例代码。

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import javax.crypto.Cipher;

public class RSAUtils {
    public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(2048);
        return keyPairGenerator.generateKeyPair();
    }

    public static byte[] encrypt(byte[] data, PublicKey publicKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] encryptedData, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        return cipher.doFinal(encryptedData);
    }
}

上述代码使用RSA算法生成一对公私钥，generateKeyPair方法返回生成的密钥对。encrypt方法用于使用公钥加密数据，decrypt方法用于使用私钥解密数据。

哈希算法

哈希算法将任意长度的数据映射为固定长度的哈希值，常见的哈希算法有MD5、SHA等。下面是一个使用MD5算法计算哈希值的示例代码。

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;

public class MD5Utils {
    public static String hash(String data) throws Exception {
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
        byte[] hash = messageDigest.digest(data.getBytes());
        BigInteger hashInt = new BigInteger(1, hash);
        return hashInt.toString(16);
    }
}

上述代码使用MD5算法计算给定数据的哈希值，返回一个16进制表示的哈希字符串。

总结

本文介绍了Java中数据加密解密的几种常用算法，包括对称加密算法、非对称加密算法和哈希算法。通过示例代码演示了它们的基本用法。在实际应用中，我们应根据具体需求选择合适的加密算法和密钥长度，并遵循安全的加密解密流程，以确保数据的安全性。

下面是本文的状态图和类图：

状态图：

stateDiagram
    [*] --> 加密
    加密