Android中常用的加密方式
Android面试的时候，尤其是面试一些金融公司的时候经常性的问道：“你会不会加密？”，“加密方式是什么？”，“大概什么样的加密原理呢？”。其实，大多数人都是一脸懵逼，我也懵逼过。痛下决心总结一下，写的不好，大家见笑了。
一、Rsa加密
1、RSA是第一种既可以用于数据加密，也可以用于数字签名的算法；
2、算法原理：
1）、随机产生两个大的质数m、n且m！=n，计算K1=mn；
2)、选择一个大于1小于k1的自然数k2，k2必须与(m-1)(n-1)互为素数；
3)、计算得到d--->d x k2=1(mod(m-1)(n-1));
4)、销毁mn；
最终产生的k1和k2为“公钥”，d为“私钥”，发送方使用k1进行加密，接收方使用d进行解密。
3、注意：
1、RSA的安全性依赖于大数分解，小于1024位的k1被认为是不安全的；
2、RSA的计算速度慢。
4、使用
1、生成密钥对
/**
* 随机生成RSA密钥对
*
* @param keyLength 密钥长度，范围：512～2048
* 一般1024
* @return
*/
public static KeyPair generateRSAKeyPair(int keyLength) {
try {
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance(RSA);
kpg.initialize(keyLength);
return kpg.genKeyPair();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
2、公钥加密
/**
* 用公钥对字符串进行加密
*
* @param data 原文
*/
public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception {
// 得到公钥
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA);
PublicKey keyPublic = kf.generatePublic(keySpec);
// 加密数据
Cipher cp = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING);
cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPublic);
return cp.doFinal(data);
}
3、私钥加密
/**
* 私钥加密
*
* @param data 待加密数据
* @param privateKey 密钥
* @return byte[] 加密数据
*/
public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, byte[] privateKey) throws Exception {
// 得到私钥
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA);
PrivateKey keyPrivate = kf.generatePrivate(keySpec);
// 数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPrivate);
return cipher.doFinal(data);
}
有加密自然也得有解密
1、公钥解密
/**
* 公钥解密
*
* @param data 待解密数据
* @param publicKey 密钥
* @return byte[] 解密数据
*/
public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, byte[] publicKey) throws Exception {
// 得到公钥
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA);
PublicKey keyPublic = kf.generatePublic(keySpec);
// 数据解密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPublic);
return cipher.doFinal(data);
}
2、私钥解密
/**
* 使用私钥进行解密
*/
public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] encrypted, byte[] privateKey) throws Exception {
// 得到私钥
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance(RSA);
PrivateKey keyPrivate = kf.generatePrivate(keySpec);
// 解密数据
Cipher cp = Cipher.getInstance(ECB_PKCS1_PADDING);
cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPrivate);
byte[] arr = cp.doFinal(encrypted);
return arr;
}
用到的全局变量
// 非对称加密密钥算法
public static final String RSA = "RSA";
//加密填充方式
public static final String ECB_PKCS1_PADDING = "RSA/ECB/PKCS1Padding";
//秘钥默认长度
public static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 2048;
// 当要加密的内容超过bufferSize，则采用partSplit进行分块加密
public static final byte[] DEFAULT_SPLIT = "#PART#".getBytes();
// 当前秘钥支持加密的最大字节数
public static final int DEFAULT_BUFFERSIZE = (DEFAULT_KEY_SIZE / 8) - 11;
关于加密填充方式：之前以为上面这些操作就能实现rsa加解密，以为万事大吉了，呵呵，这事还没完，悲剧还是发生了，Android这边加密过的数据，服务器端死活解密不了，原来android系统的RSA实现是"RSA/None/NoPadding"，而标准JDK实现是"RSA/None/PKCS1Padding"，这造成了在android机上加密后无法在服务器上解密的原因，所以在实现的时候这个一定要注意。
二、DES加密
1、简单介绍
DES是一种对称加密算法，所谓对称加密算法即：加密和解密使用相同密钥的算法。DES加密算法出自IBM的研究，后来被美国政府正式采用，之后开始广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位密钥，以现代计算能力，24小时内即可被破解。
划重点 ：DES不太安全。
2、静态秘钥DES加密方式使用
1）、DES加密代码
/**
*DES 加密
*
* @param message 原文
* @param key 密钥,长度不能够小于8位
* @return
* @throws Exception
*/
public static String desEncrypt(String message, String key) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes("UTF-8"));
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes("UTF-8"));
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv);
byte[] encryptbyte = cipher.doFinal(message.getBytes());
return new String(Base64.encode(encryptbyte, Base64.DEFAULT)).trim();
}
2、DES解密代码
/**
* DES解密
*
* @param message 密文
* @param key 密钥,长度不能够小于8位
* @return
* @throws Exception
*/
public static String desDecrypt(String message, String key) throws Exception {
byte[] bytesrc = Base64.decode(message.getBytes(), Base64.DEFAULT);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key.getBytes("UTF-8"));
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes("UTF-8"));
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv);
byte[] retByte = cipher.doFinal(bytesrc);
return new String(retByte);
}
3、动态秘钥加密方式
1、DES加密常用的常量
private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";
//DES是加密方式 CBC是工作模式 PKCS5Padding是填充模式
private final static String TRANSFORMATION = "DES/CBC/PKCS5Padding";
//初始化向量参数，AES 为16bytes. DES 为8bytes.
private final static String IVPARAMETERSPEC = "01020304";
//DES是加密方式
private final static String ALGORITHM = "DES";
// SHA1PRNG 强随机种子算法, 要区别4.2以上版本的调用方法
private static final String SHA1PRNG = "SHA1PRNG";
2、动态生成秘钥
/*
* 生成随机数，可以当做动态的密钥 加密和解密的密钥必须一致，不然将不能解密
*/
public static String generateKey() {
try {
SecureRandom localSecureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
byte[] bytes_key = new byte[20];
localSecureRandom.nextBytes(bytes_key);
String str_key = toHex(bytes_key);
return str_key;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
//二进制转字符
public static String toHex(byte[] buf) {
if (buf == null)
return "";
StringBuffer result = new StringBuffer(2 * buf.length);
for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
appendHex(result, buf[i]);
}
return result.toString();
}
private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
sb.append(HEX.charAt((b >> 4) & 0x0f)).append(HEX.charAt(b & 0x0f));
}
3、处理秘钥
方式一、
// 对密钥进行处理
private static Key getRawKey(String key) throws Exception {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM);
//for android
SecureRandom sr = null;
// 在4.2以上版本中，SecureRandom获取方式发生了改变
if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 17) {
sr = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG, "Crypto");
} else {
sr = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
}
// for Java
// secureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
sr.setSeed(key.getBytes());
kgen.init(64, sr); //DES固定格式为64bits，即8bytes。
SecretKey skey = kgen.generateKey();
byte[] raw = skey.getEncoded();
return new SecretKeySpec(raw, ALGORITHM);
}
方式二
/ 对密钥进行处理
private static Key getRawKey(String key) throws Exception {
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key.getBytes());
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
return keyFactory.generateSecret(dks);
}
4、加密实现
/**
* DES算法，加密
*
* @param data 待加密字符串
* @param key 加密私钥，长度不能够小于8位
* @return 加密后的字节数组，一般结合Base64编码使用
*/
public static String encode(String key, String data) {
return encode(key, data.getBytes());
}
/**
* DES算法，加密
*
* @param data 待加密字符串
* @param key 加密私钥，长度不能够小于8位
* @return 加密后的字节数组，一般结合Base64编码使用
*/
public static String encode(String key, byte[] data) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IVPARAMETERSPEC.getBytes());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, getRawKey(key), iv);
byte[] bytes = cipher.doFinal(data);
return Base64.encodeToString(bytes, Base64.DEFAULT);
} catch (Exception e) {
return null;
}
}
5、解密实现
/**
* 获取编码后的值
*
* @param key
* @param data
* @return
*/
public static String decode(String key, String data) {
return decode(key, Base64.decode(data, Base64.DEFAULT));
}
/**
* DES算法，解密
*
* @param data 待解密字符串
* @param key 解密私钥，长度不能够小于8位
* @return 解密后的字节数组
*/
public static String decode(String key, byte[] data) {
try {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(TRANSFORMATION);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(IVPARAMETERSPEC.getBytes());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, getRawKey(key), iv);
byte[] original = cipher.doFinal(data);
String originalString = new String(original);
return originalString;
} catch (Exception e) {
return null;
}
}
三、AES加密
1、简单介绍
高级加密标准
2、加密使用方法
1、AES用到的常量
private final static String HEX = "0123456789ABCDEF";
//AES是加密方式 CBC是工作模式 PKCS5Padding是填充模式
private static final String CBC_PKCS5_PADDING = "AES/CBC/PKCS5Padding";
//AES 加密
private static final String AES = "AES";
// SHA1PRNG 强随机种子算法, 要区别4.2以上版本的调用方法
private static final String SHA1PRNG="SHA1PRNG";
2、动态生成秘钥
public static String generateKey() {
try {
SecureRandom localSecureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
byte[] bytes_key = new byte[20];
localSecureRandom.nextBytes(bytes_key);
String str_key = toHex(bytes_key);
return str_key;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
3、对秘钥进行处理
private static byte[] getRawKey(byte[] seed) throws Exception {
KeyGenerator kgen = KeyGenerator.getInstance(AES);
//for android
SecureRandom sr = null;
// 在4.2以上版本中，SecureRandom获取方式发生了改变
int sdk_version = android.os.Build.VERSION.SDK_INT;
// Android 6.0 以上
if(sdk_version>23){
sr = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG,new CryptoProvider());
//4.2及以上
}else if(android.os.Build.VERSION.SDK_INT >= 17){
sr = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG, "Crypto");
}else {
sr = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
}
// for Java
// secureRandom = SecureRandom.getInstance(SHA1PRNG);
sr.setSeed(seed);
//256 bits or 128 bits,192bits
kgen.init(128, sr);
//AES中128位密钥版本有10个加密循环，192比特密钥版本有12个加密循环，256比特密钥版本则有14个加密循环。
SecretKey skey = kgen.generateKey();
byte[] raw = skey.getEncoded();
return raw;
}
4、加密
public static String encrypt(String key, String cleartext) {
if (TextUtils.isEmpty(cleartext)) {
return cleartext;
}
try {
byte[] result = encrypt(key, cleartext.getBytes());
return new String(Base64.encode(result,Base64.DEFAULT));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
或者
private static byte[] encrypt(String key, byte[] clear) throws Exception {
byte[] raw = getRawKey(key.getBytes());
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, AES);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(CBC_PKCS5_PADDING);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
byte[] encrypted = cipher.doFinal(clear);
return encrypted;
}
5、解密
public static String decrypt(String key, String encrypted) {
if (TextUtils.isEmpty(encrypted)) {
return encrypted;
}
try {
byte[] enc = Base64.decode(encrypted,Base64.DEFAULT);
byte[] result = decrypt(key, enc);
return new String(result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
或者
private static byte[] decrypt(String key, byte[] encrypted) throws Exception {
byte[] raw = getRawKey(key.getBytes());
SecretKeySpec skeySpec = new SecretKeySpec(raw, AES);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(CBC_PKCS5_PADDING);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, skeySpec, new IvParameterSpec(new byte[cipher.getBlockSize()]));
byte[] decrypted = cipher.doFinal(encrypted);
return decrypted;
}
6、辅助方法
//二进制转字符
public static String toHex(byte[] buf) {
if (buf == null)
return "";
StringBuffer result = new StringBuffer(2 * buf.length);
for (int i = 0; i < buf.length; i++) {
appendHex(result, buf[i]);
}
return result.toString();
}
private static void appendHex(StringBuffer sb, byte b) {
sb.append(HEX.charAt((b >> 4) & 0x0f)).append(HEX.charAt(b & 0x0f));
}
// 增加 CryptoProvider 类
public static class CryptoProvider extends Provider {
/**
* Creates a Provider and puts parameters
*/
public CryptoProvider() {
super("Crypto", 1.0, "HARMONY (SHA1 digest; SecureRandom; SHA1withDSA signature)");
put("SecureRandom.SHA1PRNG",
"org.apache.harmony.security.provider.crypto.SHA1PRNG_SecureRandomImpl");
put("SecureRandom.SHA1PRNG ImplementedIn", "Software");
}
}
