用Java进行3DES加密解

发表于   |   分类于   |     |   ❤

最近一个合作商提出使用3DES交换数据，本来他们有现成的代码，可惜只有.net版本，我们的服务器都是Linux，而且应用都是Java。于是对照他们提供的代码改了一个Java的版本出来，主要是不熟悉3DES，折腾了一天，终于搞定。

所谓3DES，就是把DES做三次，当然不是简单地DES DES DES就行了，中途有些特定的排列。这个我可不关心，呵呵，我的目的是使用它。

在网上搜索了一下3DES，找到很少资料。经过朋友介绍，找到GNU Crypto和Bouncy Castle两个Java扩充包，里面应该有3DES的实现吧。

从GNU Crypto入手，找到一个TripleDES的实现类，发现原来3DES还有一个名字叫DESede，在网上搜索TripleDES和DESede，呵呵，终于发现更多的资料了。

Java的安全API始终那么难用，先创建一个cipher看看算法在不在吧

1
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");

如果没有抛异常的话，就证明这个算法是有效的

突然想看看JDK有没有内置DESede，于是撇开Crypto，直接测试，发现可以正确运行。在jce.jar里面找到相关的类，JDK内置了。

于是直接用DES的代码来改&测试，最后代码变成这样

1
2
3
4
5
6
7
SecureRandom sr = new SecureRandom();
DESedeKeySpec dks = new DESedeKeySpec(PASSWORD_CRYPT_KEY.getBytes());
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, sr);
return new String(Hex.encodeHex(cipher.doFinal(str.getBytes())));

需要留意的是，要使用DESede的Spec、Factory和Cipher才行

事情还没完结，合作商给过来的除了密钥之外，还有一个IV向量。搜索了一下，发现有一个IvParameterSpec类，于是代码变成这样

1
2
3
4
5
6
7
8
SecureRandom sr = new SecureRandom();
DESedeKeySpec dks = new DESedeKeySpec(PASSWORD_CRYPT_KEY.getBytes());
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DESede");
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(PASSWORD_IV.getBytes());
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, iv, sr);
return new String(Hex.encodeHex(cipher.doFinal(str.getBytes())));

但是，运行报错了

1
java.security.InvalidAlgorithmParameterException: ECB mode cannot use IV

ECB是什么呢？我的代码完全没有写ECB什么的

又上网搜索，结果把DES的来龙去脉都搞清楚了

http://www.tropsoft.com/strongenc/des.htm

ECB是其中一种字串分割方式，除了DES以外，其他加密方式也会使用这种分割方式的，而Java默认产生的DES算法就是用ECB方法，ECB不需要向量，当然也就不支持向量了

除了ECB，DES还支持CBC、CFB、OFB，而3DES只支持ECB和CBC两种

http://www.tropsoft.com/strongenc/des3.htm

CBC支持并且必须有向量，具体算法这里就不说了。合作商给的.net代码没有声明CBC模式，似乎是.net默认的方式就是CBC的

于是把模式改成CBC

1
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");

成功运行了

后话：

搜索的过程中，找到一个不错的讨论

http://www.lslnet.com/linux/dosc1/21/linux-197579.htm 在CBC（不光是DES算法）模式下，iv通过随机数（或伪随机）机制产生是一种比较常见的方法。iv的作用主要是用于产生密文的第一个block，以使最终生成的密文产生差异（明文相同的情况下），使密码攻击变得更为困难，除此之外iv并无其它用途。因此iv通过随机方式产生是一种十分简便、有效的途径。此外，在IPsec中采用了DES-CBC作为缺省的加密方式，其使用的iv是通讯包的时间戳。从原理上来说，这与随机数机制并无二致。

看来，向量的作用其实就是salt

最大的好处是，可以令到即使相同的明文，相同的密钥，能产生不同的密文

例如，我们用DES方式在数据保存用户密码的时候，可以另外增加一列，把向量同时保存下来，并且每次用不同的向量。这样的好处是，即使两个用户的密码是一样的，数据库保存的密文，也会不一样，就能降低猜测的可能性

另外一种用法，就是类似IPsec的做法，两部主机互传数据，保证两部机的时钟同步的前提下（可以取样到分钟或更高的单位避免偏差），用时钟的变化值作为向量，就能增加被sniffer数据的解密难度

Jerky Lu wechat
欢迎加入微信公众号