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  • java c++通用DES/AES对称加密算法(包含源代码)

    java c++通用DES加密算法(包含源代码),本来觉得DES、AES这种流行加密算法,使用起来应该很简单。但研究后发现有两个变数:1分块的方式。加密是逐块进行的。2.padding的方式。当数据的位数不及块的大小时,需要填充。<h2>一说明</h2> 本来觉得DES、AES这种流行加密算法,使用起来应该很简单。但研究后发现有两个变数: <ul> <li>分块的方式。加密是逐块进行的。分块方法有:CBC、ECB、CFB……</li> <li>padding的方式。当数据的位数不及块的大小时,需要填充。填充方式有:NoPadding、PKCS5Padding……</li> </ul> 如果加解密端采用不同的分块方式或padding方式,即使都是采用DES/AES算法,同样无法解密成功。上次需要C端和Java端进行密文传输,就跪在这一点上(那时候没时间研究)。<br /> 参考文章:<a href="http://my.oschina.net/u/267094/blog/174035" rel="external nofollow" target="_blank">Java AES算法和openssl配对</a> ,主要通过其了解openssl里比较高级的EVP系列API(其默认padding和java一样都是PKCS5Padding),节约了搜索时间。<br /> 贴代码了,以下代码测试通过了。Java和C++均可以正确解密对方的密文。<br /> 约定:分块和padding采用Java默认的 ECB + PKCS5Padding。 <h2>二 DES加解密</h2> <h3>Java端DES加解密</h3> <pre> <code class="language-java">import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; public class DESUtil { /** 默认算法格式 **/ static String default_transformation = "DES/ECB/PKCS5Padding"; /** * 根据key获取加密器 * * @param keyData * key 8byte * @return 加密器 * @throws Exception * 异常 */ private static Cipher getEncryptCipher(byte[] keyData) throws Exception { if (keyData.length != 8) { throw new Exception("Key Data Must 8 byte!"); } SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyData, "DES"); // 指定分块ECB模式,填充PKCS5Padding模式 Cipher encryptCipher = Cipher.getInstance(default_transformation); // 初始化加密的容器 encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); return encryptCipher; } /** * 根据key获取解码器 * * @return 解码器 * @throws Exception * 异常 */ private static Cipher getDecryptCipher(byte[] keyData) throws Exception { if (keyData.length != 8) { throw new Exception("Key Data Must 8 byte!"); } SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyData, "DES"); Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance(default_transformation); // 初始化解密的容器 decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); return decryptCipher; } /** * DES加密 * * @param data * 待加密数据 * @param keyData * key值 * @return 加密后的数据 * @throws Exception * 异常 */ public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] keyData) throws Exception { return getEncryptCipher(keyData).doFinal(data); } /** * DES解密 * * @param data * 加密后的数据 * * @param keyData * key值 * @return 解密数据 * @throws Exception * 异常 */ public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] keyData) throws Exception { return getDecryptCipher(keyData).doFinal(data); } /** * 测试 * * @param args */ public static void main(String[] args) { try { byte[] data = "测试123456".getBytes(); byte[] keyData = "12345678".getBytes(); System.out.println("原文:" + new String(data)); byte[] enData = encrypt(data, keyData); System.out.println("加密后:" + new String(enData)); byte[] deData = decrypt(enData, keyData); System.out.println("解密后:" + new String(deData)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } </code></pre> <strong><span style="color:#27ae60">说明:Java必须指定填充模式和padding模式。DES/ECB/PKCS5Padding,好与C++同步</span></strong><br /> 测试执行结果: <pre> <code class="language-html">原文:测试123456 加密后:�a���O���?I�]�Y 解密后:测试123456</code></pre> <h3>C++端DES加解密</h3> c++DES加密代码 <pre> <code class="language-cpp">#include <string> #include <iostream> #include <stdio.h> #include <assert.h> #include <openssl/objects.h> #include <openssl/evp.h> // 注意:参数和返回值全部是二进制数据 std::string desEncrypt(const std::string& source, const std::string& key) {     EVP_CIPHER_CTX ctx;     EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);     int ret = EVP_EncryptInit_ex(&ctx, EVP_des_ecb(), NULL, (const unsigned char*)key.data(), NULL);     assert(ret == 1);     unsigned char* result = new unsigned char[source.length() + 64]; // 弄个足够大的空间     int len1 = 0;     ret = EVP_EncryptUpdate(&ctx, result, &len1, (const unsigned char*)source.data(), source.length());     assert(ret == 1);     int len2 = 0;     ret = EVP_EncryptFinal_ex(&ctx, result+len1, &len2);      assert(ret == 1);     std::cout << len1 << "," << len2 << std::endl;     ret = EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);     assert(ret == 1);     std::string res((char*)result, len1+len2);     delete[] result;     return res; } int main() {     std::string key("hellodes", 8);    // 二进制数据,而不是以0结尾的字符串     // 读取文件内容(简单起见认为文件内容<100K)     char buf[1024*100];     FILE* fp = fopen("src.txt", "rb");     int bytes = fread(buf, 1, 1024*100, fp);     fclose(fp);     std::string source(buf, bytes); // 二进制数据     // 加密     std::string enc = desEncrypt(source, key);     std::cout << "desEncrypt:" << source.length() << "->" << enc.length() << std::endl;     // 输出到文件     fp =  fopen("enc.bin", "wb");     fwrite(enc.data(), 1, enc.length(), fp);     fclose(fp); }</code></pre> c++DES解密 <pre> <code class="language-cpp">#include <string> #include <iostream> #include <stdio.h> #include <assert.h> #include <openssl/objects.h> #include <openssl/evp.h> // 注意:参数和返回值全部是二进制数据 std::string desDecrypt(const std::string& ciphertext, const std::string& key) {     EVP_CIPHER_CTX ctx;     EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);     int ret = EVP_DecryptInit_ex(&ctx, EVP_des_ecb(), NULL, (const unsigned char*)key.data(), NULL);     assert(ret == 1);     unsigned char* result = new unsigned char[ciphertext.length() + 64]; // 弄个足够大的空间     int len1 = 0;     ret = EVP_DecryptUpdate(&ctx, result, &len1, (const unsigned char*)ciphertext.data(), ciphertext.length());     assert(ret == 1);     int len2 = 0;     ret = EVP_DecryptFinal_ex(&ctx, result+len1, &len2);      assert(ret == 1);     std::cout << len1 << "," << len2 << std::endl;     ret = EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);     assert(ret == 1);     std::string res((char*)result, len1+len2);     delete[] result;     return res; } int main() {     std::string key("hellodes", 8);    // 二进制数据,而不是以0结尾的字符串     // 读取文件内容(简单起见认为文件内容<100K)     char buf[1024*100];     FILE* fp = fopen("enc.bin", "rb");     int bytes = fread(buf, 1, 1024*100, fp);     fclose(fp);     std::string data(buf, bytes); // 二进制数据     // 加密     std::string dec = desDecrypt(data, key);     std::cout << "desDecrypt:" << data.length() << "->" << dec.length() << std::endl;     // 输出到文件     fp =  fopen("dec.txt", "wb");     fwrite(dec.data(), 1, dec.length(), fp);     fclose(fp); }</code></pre> <br /> 说明:DES、AES加密算法都是针对数据块,Java加解密函数参数使用byte数组。C++用std::string,那是因为这是C++中使用byte数组的最简单方式(std::string可以存储二进制数据,很多人没想到吧),缺点是拷贝内存的次数可能会略多些。如果想要优化拷贝效率,可以使用自己封装的Buffer类来代替std::string。 <h2>三 AES加解密</h2> <h3>Java端AES加解密</h3> <pre> <code class="language-java">import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; /** * DES加解密算法工具类 * * @author xqlee * */ public class AESUtil { /** 默认算法格式 **/ static String default_transformation = "AES/ECB/PKCS5Padding"; /** * 根据key获取加密器 * * @param keyData * key 8byte * @return 加密器 * @throws Exception * 异常 */ private static Cipher getEncryptCipher(byte[] keyData) throws Exception { if (keyData.length != 16) { throw new Exception("Key Data Must 8 byte!"); } SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyData, "AES"); // 指定分块ECB模式,填充PKCS5Padding模式 Cipher encryptCipher = Cipher.getInstance(default_transformation); // 初始化加密的容器 encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); return encryptCipher; } /** * 根据key获取解码器 * * @return 解码器 * @throws Exception * 异常 */ private static Cipher getDecryptCipher(byte[] keyData) throws Exception { if (keyData.length != 16) { throw new Exception("Key Data Must 8 byte!"); } SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(keyData, "AES"); Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance(default_transformation); // 初始化解密的容器 decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); return decryptCipher; } /** * AES加密 * * @param data * 待加密数据 * @param keyData * key值 * @return 加密后的数据 * @throws Exception * 异常 */ public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] keyData) throws Exception { return getEncryptCipher(keyData).doFinal(data); } /** * AES解密 * * @param data * 加密后的数据 * * @param keyData * key值 * @return 解密数据 * @throws Exception * 异常 */ public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] keyData) throws Exception { return getDecryptCipher(keyData).doFinal(data); } /** * 测试 * * @param args */ public static void main(String[] args) { try { byte[] data = "测试123456".getBytes(); byte[] keyData = "1234567887654321".getBytes(); System.out.println("原文:" + new String(data)); byte[] enData = encrypt(data, keyData); System.out.println("加密后:" + new String(enData)); byte[] deData = decrypt(enData, keyData); System.out.println("解密后:" + new String(deData)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } </code></pre> <h3>C++端AES加解密</h3> 加密: <pre> <code class="language-cpp">#include <string> #include <iostream> #include <stdio.h> #include <assert.h> #include <openssl/objects.h> #include <openssl/evp.h> // 注意:参数和返回值全部是二进制数据 std::string aesEncrypt(const std::string& source, const std::string& key) {     EVP_CIPHER_CTX ctx;     EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);     int ret = EVP_EncryptInit_ex(&ctx, EVP_aes_128_ecb(), NULL, (const unsigned char*)key.data(), NULL);     assert(ret == 1);     unsigned char* result = new unsigned char[source.length() + 64]; // 弄个足够大的空间     int len1 = 0;     ret = EVP_EncryptUpdate(&ctx, result, &len1, (const unsigned char*)source.data(), source.length());     assert(ret == 1);     int len2 = 0;     ret = EVP_EncryptFinal_ex(&ctx, result+len1, &len2);      assert(ret == 1);     std::cout << len1 << "," << len2 << std::endl;     ret = EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);     assert(ret == 1);     std::string res((char*)result, len1+len2);     delete[] result;     return res; } int main() {     std::string key("helloaeshelloaes", 16);    // 二进制数据,而不是以0结尾的字符串     // 读取文件内容(简单起见认为文件内容<100K)     char buf[1024*100];     FILE* fp = fopen("src.txt", "rb");     int bytes = fread(buf, 1, 1024*100, fp);     fclose(fp);     std::string source(buf, bytes); // 二进制数据     // 加密     std::string enc = aesEncrypt(source, key);     std::cout << "aesEncrypt:" << source.length() << "->" << enc.length() << std::endl;     // 输出到文件     fp =  fopen("enc.bin", "wb");     fwrite(enc.data(), 1, enc.length(), fp);     fclose(fp); }</code></pre> 解密: <pre> <code class="language-cpp">#include <string> #include <iostream> #include <stdio.h> #include <assert.h> #include <openssl/objects.h> #include <openssl/evp.h> // 注意:参数和返回值全部是二进制数据 std::string aesDecrypt(const std::string& ciphertext, const std::string& key) {     EVP_CIPHER_CTX ctx;     EVP_CIPHER_CTX_init(&ctx);     int ret = EVP_DecryptInit_ex(&ctx, EVP_aes_128_ecb(), NULL, (const unsigned char*)key.data(), NULL);     assert(ret == 1);     unsigned char* result = new unsigned char[ciphertext.length() + 64]; // 弄个足够大的空间     int len1 = 0;     ret = EVP_DecryptUpdate(&ctx, result, &len1, (const unsigned char*)ciphertext.data(), ciphertext.length());     assert(ret == 1);     int len2 = 0;     ret = EVP_DecryptFinal_ex(&ctx, result+len1, &len2);      assert(ret == 1);     std::cout << len1 << "," << len2 << std::endl;     ret = EVP_CIPHER_CTX_cleanup(&ctx);     assert(ret == 1);     std::string res((char*)result, len1+len2);     delete[] result;     return res; } int main() {     std::string key("helloaeshelloaes", 16);    // 二进制数据,而不是以0结尾的字符串     // 读取文件内容(简单起见认为文件内容<100K)     char buf[1024*100];     FILE* fp = fopen("enc.bin", "rb");     int bytes = fread(buf, 1, 1024*100, fp);     fclose(fp);     std::string data(buf, bytes); // 二进制数据     // 加密     std::string dec = aesDecrypt(data, key);     std::cout << "aesDecrypt:" << data.length() << "->" << dec.length() << std::endl;     // 输出到文件     fp =  fopen("dec.txt", "wb");     fwrite(dec.data(), 1, dec.length(), fp);     fclose(fp); }</code></pre>