Java加密解密和数字签名完整代码示例

首先我们需要明确几个概念：加密、解密、数字签名。

• 加密：将明文（未加密的数据）通过某种方式转换成密文（已加密的数据），使得未授权的第三方无法读取到数据内容。
• 解密：将密文还原成明文，使得有授权的第三方可以读取数据内容。
• 数字签名：对数据进行加密后再生成一个签名，用于验证数据的来源和完整性。

下面我们分别讲解 Java 中的加密解密和数字签名的完整代码示例。

Java加密解密示例

DES加密解密

首先我们需要了解DES加密算法，它是一种对称加密算法，即采用同一密钥进行加密与解密。下面是使用Java实现DES加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.SecureRandom;

public class DesDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "hello,world"; // 待加密的数据
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("DES"); // 获得DES算法的密钥生成器
        keyGenerator.init(new SecureRandom()); // 初始化密钥生成器
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey(); // 生成密钥
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES"); // 获得DES加密算法的密码器
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey); // 初始化密码器为加密模式
        byte[] resultBytes = cipher.doFinal(content.getBytes()); // 加密
        System.out.println("加密后：" + new String(resultBytes)); // 输出加密后结果
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey); // 初始化密码器为解密模式
        byte[] originalBytes = cipher.doFinal(resultBytes); // 解密
        System.out.println("解密后：" + new String(originalBytes)); // 输出解密后结果
    }
}

RSA加密解密

RSA加密算法则是一种非对称加密算法，使用公钥加密，私钥解密，或使用私钥加密，公钥解密。下面是使用Java实现RSA加密和解密的示例代码：

import javax.crypto.Cipher;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;

public class RsaDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "hello,world"; // 待加密的数据
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); // 获得RSA算法的密钥生成器
        keyPairGenerator.initialize(512); // 初始化密钥长度
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 生成公钥和私钥对
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic(); // 获得公钥
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate(); // 获得私钥
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA"); // 获得RSA加密算法的密码器
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey); // 初始化密码器为加密模式，并设置公钥
        byte[] resultBytes = cipher.doFinal(content.getBytes()); // 加密
        System.out.println("加密后：" + new String(resultBytes)); // 输出加密后结果
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey); // 初始化密码器为解密模式，并设置私钥
        byte[] originalBytes = cipher.doFinal(resultBytes); // 解密
        System.out.println("解密后：" + new String(originalBytes)); // 输出解密后结果
    }
}

Java数字签名示例

数字签名是为了保证数据的来源和完整性，需要使用私钥对数据进行签名，使用公钥对签名进行验证。下面是使用Java实现数字签名的示例代码：

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;

public class DigitalSignatureDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String content = "hello,world"; // 待签名的数据
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DSA"); // 获得DSA算法的密钥生成器
        keyPairGenerator.initialize(512); // 初始化密钥长度
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 生成公钥和私钥对
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic(); // 获得公钥
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate(); // 获得私钥
        Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withDSA"); // 获得数字签名的实例
        signature.initSign(privateKey); // 初始化为签名模式，并设置私钥
        signature.update(content.getBytes()); // 更新待签名的数据
        byte[] signBytes = signature.sign(); // 生成签名
        System.out.println("签名后：" + new String(signBytes)); // 输出签名结果
        signature.initVerify(publicKey); // 初始化为验证模式，并设置公钥
        signature.update(content.getBytes()); // 更新待验证的数据
        boolean result = signature.verify(signBytes); // 验证签名
        System.out.println("验签结果：" + result); // 输出验签结果
    }
}

以上就是Java加密解密和数字签名的完整代码示例。其中，在RSA加密解密示例中，我们使用了非对称加密算法RSA，为了保证加密解密的可行性和效率，我们需要使用密钥对进行加密和解密。RSA算法一般用于在网络中传输小量数据（如会话密钥），并且RSA算法的加密和解密速度比较慢，而DES加密算法则是一种对称加密算法，适合加密大量的数据。在数字签名示例中，我们使用了数字签名的方式，保证了数据的来源和完整性，其中数字签名采用了DSA算法。