技术18期：数据安全之加密与实现

前言：大数据时代，每个人的生活中都不存在所谓的绝对“秘密”，通过网络上的数据信息可以分析出一个人生活的各种痕迹。因此，保障大数据信息安全至关重要。

本文主要介绍了散列算法、对称加密算法和非对称加密算法的概念和代码实现。

数据安全的重要性

1. 数据保密性

数据只能由授权实体存取、识别，放置非授权泄露，即数据不能被未授权的第三方使用。

2. 数据完整性

防止非授权实体对数据进行非法篡改,即数据在传输过长中不能被未授权方修改。

3. 数据可用性

数据对于授权实体是可用的，有效的。

什么是数据加密？

数据加密的核心是密码学，指通过加密算法和加密密钥将明文的文件或者数据转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。

通过对数据的加密、解密有效地提高企业应用的安全性，数据加密可以在企业应用中的多个环节实现。比如：可对机要数据进行加密后再存储，对用户的口令加密后存储的等。

加密算法介绍

加密算法一般划分为：对称加密和非对称加密算法；除此之外还有一种是散列（Hash）算法。严格上讲：HASH 算法是一种消息摘要算法，不是一种加密算法，但由于其单向运算，具有一定的不可逆性，成为加密算法中的一个构成部分，完整的加密机制不能仅依赖 HASH 算法。

三种类别的加密算法详见下表：

应用建议：在实际的操作过程中，我们通常采用的方式是采用非对称加密算法管理对称算法的密钥，然后用对称加密算法加密数据，这样我们就集成了两类加密算法的优点，既实现了加密速度快的优点，又实现了安全方便管理密钥的优点。

常见算法速度、安全性等详见下表：

加密算法消息通信过程

1、Hash算法

2、对称加密算法

3、非对称加密算法

加密实现

一、Hash算法

1、java自带的MessageDigest实现加密，实现步骤如下：

1) 获取指定摘要算法，参数可以输入MD5、SHA等

MessageDigest md=MessageDigest.getInstance("MD5");

2) 计算md5函数

md.update(byte str);或md.update(byte[] str);

3) 获取消息摘要结果

md.digest()

代码示例如下：

2、java自带的Mac实现加密，实现步骤如下：

1) 产生密钥

algorithm算法，比如：HmacMD5、HmacSHA1

SecretKey secretKey =KeyGenerator.getInstance(algorithm).generateKey();

2) 实列MAC

Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());

3) 执行摘要

mac.doFinal(pwd.getBytes());

代码示例如下：

二、对称加密算法

1、消息传递模型

消息传递模型步骤如下：

2、java自带的Cipher实现

实现步骤如下：

（1） 密钥构建，代码示例如下：

（2）生成密钥，代码示例如下：

（3）加密实现，实现步骤如下：

1) 实例化Cipher

2) 初始化

3) 设置加密模式

4) 执行操作

代码示例如下：

（4）解密实现，实现步骤如下：

1) 实例化Cipher

2) 初始化

3) 设置解密模式

4) 执行操作

代码示例如下:

三、非对称加密算法

1、消息传递模型步骤如下：

2、java自带的Cipher实现

实现步骤如下：

（1）公钥、私钥，密钥对构建，代码示例如下：

（2）私钥加密，加密步骤如下：

1) 获取私钥

2) 生成私钥

3) 实例化Cipher

4) 初始化

5) 设置加密模式

6) 执行操作

代码示例如下：

（3）私钥解密，解密步骤如下：

1) 获取私钥

2) 生成私钥

3) 实例化Cipher

4) 初始化

5) 设置解密模式

6) 执行操作

代码示例如下：

（4）公钥加密，加密步骤如下：

1) 获取公钥

2) 生成公钥

3) 实例化Cipher

4) 初始化

5) 设置加密模式

6) 执行操作

代码示例如下：

（5）公钥解密，解密步骤如下：

1) 获取公钥

2) 生成公钥

3) 实例化Cipher

4) 初始化

5) 设置解密模式

6) 执行操作

代码示例如下：

总结：加密重要吗？当然，它们是一个额外的保护层。

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文章内容仅代表作者个人观点

作者：陈鸿姣

编辑：詹思璇

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