盘点五种最常用加密算法！

大家好，我是老三，大家都知道我是一个臭做支付的，支付常常要和一些加签、验签，加密、解密打交道，今天，就给大家来盘点一下最常见的5种加密算法。

前言

大家平时的工作中，可能也在很多地方用到了加密、解密，比如SEO靠我：

用户的密码不能明文存储，要存储加密后的密文用户的银行卡号、身份证号之类的敏感数据，需要加密传输还有一些重要接口，比如支付，客户端要对请求生成一个签名，服务端要对签名进行验证……

那么上面提到的这些能力SEO靠我，我们都可以利用哪些加密算法来实现呢？咱们接着往下看。

常见加密算法

算法整体上可以分为不可逆加密，以及可逆加密，可逆加密又可以分为对称加密和非对称加密。

不可逆算法

不可逆加密的算法的加密是不可逆的，密文无SEO靠我法被还原成原文。

散列算法，就是一种不可逆算法。散列算法中，明文通过散列算法生成散列值，散列值是长度固定的数据，和明文长度无关。

散列算法的具体实现有很多种，常见的包括MD5、SHA1、SHA-224、SSEO靠我HA-256等等。

散列算法常用于数字签名、消息认证、密码存储等场景。

散列算法是不需要密钥的，当然也有一些不可逆算法，需要密钥，例如HMAC算法。

MD5

MD5，全称为“Message-Digest AlSEO靠我gorithm 5”，翻译过来叫“信息摘要算法”。它可以将任意长度的数据通过散列算法，生成一个固定长度的散列值。MD5算法的输出长度为128位，通常用32个16进制数表示。

我们来看下MD5算法的JavSEO靠我a代码实现：

public class MD5 {private static final String MD5_ALGORITHM = "MD5";public static String encrySEO靠我pt(String data) throws Exception {// 获取MD5算法实例MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstancSEO靠我e(MD5_ALGORITHM);// 计算散列值byte[] digest = messageDigest.digest(data.getBytes());Formatter formatter =SEO靠我 new Formatter();// 补齐前导0，并格式化for (byte b : digest) {formatter.format("%02x", b);}return formatter.tSEO靠我oString();}public static void main(String[] args) throws Exception {String data = "Hello World";StriSEO靠我ng encryptedData = encrypt(data);System.out.println("加密后的数据：" + encryptedData);} }

MD5有一些优点，比SEO靠我如计算速度快、输出长度固定、应用广泛等等。

但是作为一个加密算法，它有一个天大的缺点，那就是不安全。

MD5算法已经被攻破，而且MD5算法的输出长度有限，攻击者可以通过暴力破解或彩虹表攻击等方式，找到与原SEO靠我始数据相同的散列值，从而破解数据。

虽然可以通过加盐，也就是对在原文里再加上一些不固定的字符串来缓解，但是完全可以用更安全的SHA系列算法替代。

SHA-256

SHA（Secure Hash AlgoriSEO靠我thm）系列算法是一组密码散列函数，用于将任意长度的数据映射为固定长度的散列值。SHA系列算法由美国国家安全局（NSA）于1993年设计，目前共有SHA-1、SHA-2、SHA-3三种版本。

其中SHASEO靠我-1系列存在缺陷，已经不再被推荐使用。

SHA-2算法包括SHA-224、SHA-256、SHA-384和SHA-512四种散列函数，分别将任意长度的数据映射为224位、256位、384位和512位的散SEO靠我列值。

我们来看一下最常用的SHA-256的Java代码实现：

public class SHA256 {private static final String SHA_256_ALGORITHM = "SEO靠我SHA-256";public static String encrypt(String data) throws Exception {//获取SHA-256算法实例MessageDigest meSEO靠我ssageDigest = MessageDigest.getInstance(SHA_256_ALGORITHM);//计算散列值byte[] digest = messageDigest.digeSEO靠我st(data.getBytes());StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();//将byte数组转换为15进制字符串for (byte bSEO靠我 : digest) {stringBuilder.append(Integer.toHexString((b & 0xFF) | 0x100), 1, 3);}return stringBuildeSEO靠我r.toString();}public static void main(String[] args) throws Exception {String data = "Hello World";SSEO靠我tring encryptedData = encrypt(data);System.out.println("加密后的数据：" + encryptedData);} }

SHA-2算法SEO靠我之所以比MD5强，主要有两个原因：

散列值长度更长：例如SHA-256算法的散列值长度为256位，而MD5算法的散列值长度为128位，这就提高了攻击者暴力破解或者彩虹表攻击的难度。更强的碰撞抗性：SHASEO靠我算法采用了更复杂的运算过程和更多的轮次，使得攻击者更难以通过预计算或巧合找到碰撞。

当然，SHA-2也不是绝对安全的，散列算法都有被暴力破解或者彩虹表攻击的风险，所以，在实际的应用中，加盐还是必不可少的SEO靠我。

对称加密算法

对称加密算法，使用同一个密钥进行加密和解密。

加密和解密过程使用的是相同的密钥，因此密钥的安全性至关重要。如果密钥泄露，攻击者可以轻易地破解加密数据。

常见的对称加密算法包括DES、3DESSEO靠我、AES等。其中，AES算法是目前使用最广泛的对称加密算法之一，具有比较高的安全性和加密效率。

DES

DES（Data Encryption Standard）算法是一种对称加密算法，由IBM公司于19SEO靠我75年研发，是最早的一种广泛应用的对称加密算法之一。

DES算法使用56位密钥对数据进行加密，加密过程中使用了置换、替换、异或等运算，具有较高的安全性。

我们来看下DES算法的Java代码实现：

publiSEO靠我c class DES {private static final String DES_ALGORITHM = "DES";/*** DES加密** @param data 待加密的数据* @parSEO靠我am key 密钥，长度必须为8位* @return 加密后的数据，使用Base64编码*/public static String encrypt(String data, String key) SEO靠我throws Exception {// 根据密钥生成密钥规范KeySpec keySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());// 根据密钥规范生成密钥工厂SecreSEO靠我tKeyFactory secretKeyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_ALGORITHM);// 根据密钥工厂和密钥规范生成密钥SecretKSEO靠我ey secretKey = secretKeyFactory.generateSecret(keySpec);// 根据加密算法获取加密器Cipher cipher = Cipher.getInstSEO靠我ance(DES_ALGORITHM);// 初始化加密器，设置加密模式和密钥cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);// 加密数据byte[] encSEO靠我ryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());// 对加密后的数据进行Base64编码return Base64.getEncoder().encodeToSEO靠我String(encryptedData);}/*** DES解密** @param encryptedData 加密后的数据，使用Base64编码* @param key 密钥，长度必须为8位* @SEO靠我return 解密后的数据*/public static String decrypt(String encryptedData, String key) throws Exception {// 根SEO靠我据密钥生成密钥规范KeySpec keySpec = new DESKeySpec(key.getBytes());// 根据密钥规范生成密钥工厂SecretKeyFactory secretKeyFSEO靠我actory = SecretKeyFactory.getInstance(DES_ALGORITHM);// 根据密钥工厂和密钥规范生成密钥SecretKey secretKey = secretKSEO靠我eyFactory.generateSecret(keySpec);// 对加密后的数据进行Base64解码byte[] decodedData = Base64.getDecoder().decodSEO靠我e(encryptedData);// 根据加密算法获取解密器Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES_ALGORITHM);// 初始化解密器，设置解密模式和密钥SEO靠我cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);// 解密数据byte[] decryptedData = cipher.doFinal(decodedDataSEO靠我);// 将解密后的数据转换为字符串return new String(decryptedData);}public static void main(String[] args) throws ExSEO靠我ception {String data = "Hello World";String key = "12345678"; String encryptedData = encrypt(data, kSEO靠我ey);System.out.println("加密后的数据：" + encryptedData);String decryptedData = decrypt(encryptedData, key)SEO靠我;System.out.println("解密后的数据：" + decryptedData);} }

DES的算法速度较快，但是在安全性上面并不是最优选择，因为DES算法的密钥长度比较短SEO靠我，被暴力破解和差分攻击的风险比较高，一般推荐用一些更安全的对称加密算法，比如3DES、AES。

AES

AES（Advanced Encryption Standard）即高级加密标准，是一种对称加密算法SEO靠我，被广泛应用于数据加密和保护领域。AES算法使用的密钥长度为128位、192位或256位，比DES算法的密钥长度更长，安全性更高。

我们来看下AES算法的Java代码实现：

public class AESEO靠我S {private static final String AES_ALGORITHM = "AES";// AES加密模式为CBC，填充方式为PKCS5Paddingprivate static SEO靠我final String AES_TRANSFORMATION = "AES/CBC/PKCS5Padding";// AES密钥为16位private static final String AESSEO靠我_KEY = "1234567890123456";// AES初始化向量为16位private static final String AES_IV = "abcdefghijklmnop";/**SEO靠我* AES加密** @param data 待加密的数据* @return 加密后的数据，使用Base64编码*/public static String encrypt(String data) tSEO靠我hrows Exception {// 将AES密钥转换为SecretKeySpec对象SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(AES_KEY.SEO靠我getBytes(), AES_ALGORITHM);// 将AES初始化向量转换为IvParameterSpec对象IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvPSEO靠我arameterSpec(AES_IV.getBytes());// 根据加密算法获取加密器Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_TRANSFORMATION)SEO靠我;// 初始化加密器，设置加密模式、密钥和初始化向量cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);// 加密数据bySEO靠我te[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 对加密后的数据使用Base64编码returSEO靠我n Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);}/*** AES解密** @param encryptedData 加密后的数据，使用BaseSEO靠我64编码* @return 解密后的数据*/public static String decrypt(String encryptedData) throws Exception {// 将AES密钥SEO靠我转换为SecretKeySpec对象SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(AES_KEY.getBytes(), AES_ALGORITHM)SEO靠我;// 将AES初始化向量转换为IvParameterSpec对象IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(AES_IV.getBytSEO靠我es());// 根据加密算法获取解密器Cipher cipher = Cipher.getInstance(AES_TRANSFORMATION);// 初始化解密器，设置解密模式、密钥和初始化向量SEO靠我cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);// 对加密后的数据使用Base64解码byte[] decodedDSEO靠我ata = Base64.getDecoder().decode(encryptedData);// 解密数据byte[] decryptedData = cipher.doFinal(decodedSEO靠我Data);// 返回解密后的数据return new String(decryptedData, StandardCharsets.UTF_8);}public static void main(SSEO靠我tring[] args) throws Exception {String data = "Hello World";String encryptedData = encrypt(data);SysSEO靠我tem.out.println("加密后的数据：" + encryptedData);String decryptedData = decrypt(encryptedData);System.out.SEO靠我println("解密后的数据：" + decryptedData);} }

AES算法采用的密钥长度更长，密钥空间更大，安全性更高，能够有效地抵抗暴力破解攻击。

当然，因为密钥长度较长，SEO靠我需要的存储也更多。

对于对称加密算法而言，最大的痛点就在于密钥管理困难，相比而言，非对称加密就没有这个担忧。

非对称加密算法

非对称加密算法需要两个密钥，这两个密钥互不相同，但是相互匹配，一个称为公钥，另一SEO靠我个称为私钥。

使用其中的一个加密，则使用另一个进行解密。例如使用公钥加密，则需要使用私钥解密。

RSA

RSA算法是是目前应用最广泛的非对称加密算法，由Ron Rivest、Adi Shamir和LeonaSEO靠我rd Adleman三人在1978年发明，名字来源三人的姓氏首字母。

我们看下RSA算法的Java实现：

public class RSA {private static final String RSASEO靠我_ALGORITHM = "RSA";/*** 生成RSA密钥对** @return RSA密钥对*/public static KeyPair generateKeyPair() throws NoSEO靠我SuchAlgorithmException {KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(RSA_ALGORITSEO靠我HM);keyPairGenerator.initialize(2048); // 密钥大小为2048位return keyPairGenerator.generateKeyPair();}/*** SEO靠我使用公钥加密数据** @param data 待加密的数据* @param publicKey 公钥* @return 加密后的数据*/public static String encrypt(StrSEO靠我ing data, PublicKey publicKey) throws Exception {Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);cSEO靠我ipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes(StandSEO靠我ardCharsets.UTF_8));return Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData);}/*** 使用私钥解密数据** @paramSEO靠我 encryptedData 加密后的数据* @param privateKey 私钥* @return 解密后的数据*/public static String decrypt(String encSEO靠我ryptedData, PrivateKey privateKey) throws Exception {byte[] decodedData = Base64.getDecoder().decodeSEO靠我(encryptedData);Cipher cipher = Cipher.getInstance(RSA_ALGORITHM);cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, pSEO靠我rivateKey);byte[] decryptedData = cipher.doFinal(decodedData);return new String(decryptedData, StandSEO靠我ardCharsets.UTF_8);}public static void main(String[] args) throws Exception {KeyPair keyPair = generSEO靠我ateKeyPair();PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();SEO靠我String data = "Hello World";String encryptedData = encrypt(data, publicKey);System.out.println("加密后的SEO靠我数据：" + encryptedData);String decryptedData = decrypt(encryptedData, privateKey);System.out.println("SEO靠我解密后的数据：" + decryptedData);} }

RSA算法的优点是安全性高，公钥可以公开，私钥必须保密，保证了数据的安全性；可用于数字签名、密钥协商等多种应用场景。

缺点是加密SEO靠我、解密速度较慢，密钥长度越长，加密、解密时间越长；密钥长度过短容易被暴力破解，密钥长度过长则会增加计算量和存储空间的开销。

总结

这一期就给大家简单盘点了一下最常用的5种加密算法。

其实，论到加密解密算法的SEO靠我应用，有一个东西，可以说是应用到了极致，它是什么呢？

—— HTTPS

我们简单回忆一下HTTPS的工作流程，和用到的加密算法：

客户端发起HTTPS请求：用户使用浏览器输入网址访问HTTPS站点，准备发起HSEO靠我TTPS请求服务端提供证书：服务器返回公钥证书，证书包含了服务器的公钥、颁发者（证书颁发机构）等信息客户端验证证书：浏览器验证证书的有效性、合法性、来源等，校验证书的过程用到了非对称加密和散列算法客户SEO靠我端使用证书颁发机构的公钥对证书进行验证，保证证书的真实性和合法性客户端使用证书中的公钥对服务端的数字签名进行验证，保证服务器的身份和数据的完整性。客户端使用散列算法计算出散列值，和证书种的散列值进行对SEO靠我比，保证证书的完整性 客户端生成对称密钥：客户端生成一个随机数，作为对称密钥对称密钥加密传输：客户端使用服务器的公钥对随机数进行加密，然后将加密后的信息传输给服务器服务端获取对称密钥：服务端使用私钥解SEO靠我密客户端发送的对称密钥，得到对称密钥客户端与服务器使用对称密钥进行通信：服务器与浏览器都使用对称密钥对数据进行加密和解密，以此确保数据传输的安全性。

在数据传输的过程中，也用到了散列算法：

消息摘要：在数SEO靠我据传输过程中，客户端和服务器都使用散列算法计算消息的散列值，对方收到消息后，会对散列值进行比较，确保传输数据的完整性。

总之，HTTPS使用了对称加密算法、非对称加密算法、散列算法来保证数据的安全性和完SEO靠我整性，从而确保了通信双方的身份和数据的安全。

至于具体使用哪些加密算法，取决于SSL/TLS协议的版本以及协商过程中选定的加密套件。在实际的网络环境中，很多加密算法可能会被淘汰，以适应更高安全性的需要。SEO靠我

在我们的日常开发中，也可以借鉴相应的思路，灵活运用各种加密算法，让我们的应用更加安全、更加健壮。

参考：

[1]. https://segmentfault.com/a/1190000023445325

[SEO靠我2]. https://juejin.cn/post/6844903638117122056