让我们继续探讨加密的世界。既然我们已经知道了Base64并不能用来加密数据,那么,有哪些可用的加密算法呢?
加密算法主要分为对称加密、非对称加密和散列算法等,这些都是根据加密和解密时使用的密钥是否相同来区分的。
对称加密:也称为共享密钥加密算法。在对称加密算法中,只有一个密钥,无论加密还是解密,都使用这个密钥。这就要求加密和解密方在加密前就已知这个密钥。
数据加密过程:发送方将明文(原始数据)和加密密钥一起经过特殊处理,生成复杂的密文进行发送。
数据解密过程:接收方收到密文后,使用相同的密钥对密文进行解密,以恢复成可读明文。
常用的对称加密有DES、3DES和AES等。
非对称加密:又称为公开密钥加密算法。它需要两个密钥,一个公开,即公开密钥(public key),另一个需要保密,即私有密钥(private key)。
加密过程:使用公开密钥对数据进行加密,只有对应的私有密钥才能解密。
解密过程:使用私有密钥对数据进行解密,只有对应的公开密钥才能进行加密。
常用的非对称加密算法有RSA和DSA等。
散列算法,一般指SHA家族,即安全散列算法。它能将任意长度的消息计算出一个固定长度的字符串(即消息摘要)。若输入的消息不同,它们对应到不同字符串的机率很高。
接下来,我们重点来谈谈AES加密算法。
AES是一种对称加密算法,其加密过程和解密过程使用相同的密钥。在讲解AES之前,我们先来简单了解一下密钥、填充和模式的概念。
密钥:是AES算法实现加密和解密的基础。在对称加密中,同一个密钥用于数据的加密和解密。
AES支持三种长度的密钥:128位、192位和256位。从效率上看,AES128的效率最高,而AES256的安全性最高。
填充:当明文长度不是特定块大小的整数倍时,需要进行填充。填充主要有NoPadding、PKCS5Padding和ISO10126Padding等方式。特别是PKCS5Padding,它在补全明文后,还会使补全的字符数等于缺少的字符数。
模式:是指AES算法在工作时的模式或方式。AES提供了多种工作模式,如ECB模式、CBC模式、CTR模式、CFB模式和OFB模式等。其中,ECB模式是最简单的模式,但安全性较低;而CBC模式引入了初始化向量IV,增加了安全性但降低了效率。
在讲解AES的具体工作原理时,我们会详细介绍每一个阶段的处理步骤和涉及的数算。比如字节替代、行移位、列混淆和加轮密钥等步骤都会一一解释。我们还会讲解扩展密钥的概念和它在AES算法中的作用。
我们还会对ECB和CBC两种常见的模式进行详细的讲解,包括它们的工作原理、优缺点和使用场景等。希望这些内容能帮助你更深入地理解AES加密算法。
在Java中,我们可以使用javax.crypto包来方便地使用AES算法进行加密和解密操作。这个包提供了丰富的API来支持各种加密需求,包括指定密钥长度、工作模式和填充方式等。Base64编码也可以用于在需要时对数据进行编码和解码操作,以便于传输和存储。