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3DES加密算法（ECB模式与PKCS7填充方式）

算法SecurityC++CC# 
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参考

http://baike.baidu.com/view/350958.htm

http://blog.163.com/zhqh43@126/blog/static/4043302720093276344788/

 

背景

最近由于公司项目的需要，最近研究了3DES算法运用，我的公司有一个合作的公司，提供webservice接口，是C#写的，用到3DES加密算法，C#代码以下：

public static string Encrypt3DES(string a_strString, string a_strKey)
{
            TripleDESCryptoServiceProvider DES = new TripleDESCryptoServiceProvider();
            DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(a_strKey);
            DES.Mode = CipherMode.ECB;
            ICryptoTransform DESEncrypt = DES.CreateEncryptor();
            byte[] Buffer = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(a_strString);
            return Convert.ToBase64String(DESEncrypt.TransformFinalBlock(Buffer, 0, Buffer.Length));
}

 

 public static string Decrypt3DES(string a_strString, string a_strKey)
 {
            TripleDESCryptoServiceProvider DES = new TripleDESCryptoServiceProvider();
            DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(a_strKey);
            DES.Mode = CipherMode.ECB;
            DES.Padding = System.Security.Cryptography.PaddingMode.PKCS7;
            ICryptoTransform DESDecrypt = DES.CreateDecryptor();
            string result = "";
            try
            {
                byte[] Buffer = Convert.FromBase64String(a_strString);
                result = ASCIIEncoding.ASCII.GetString(DESDecrypt.TransformFinalBlock(Buffer, 0, Buffer.Length));
            }
            catch (Exception e)
            {

            }
            return result;
}

 

解法

直接使用公司框架中的3DES算法类，代码如下：

package com.cn.crypt.implement;

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.apache.log4j.Logger;


/**
 * <p>
 * Title: 3DES加密算法实现
 * </p>
 * 
 * <p>
 * Description: 3DES加密算法实现
 * </p>
 * 
 * <p>
 * Copyright: Copyright (c) 2007
 * </p>
 * 
 * <p>
 * Company: com.cn
 * </p>
 * 
 * @author LinPeng
 * @version 1.0
 */
public class Crypto3DESImpl implements Crypto3DSModule {
	/**
	 * logger 日志
	 */
	public static Logger logger = Logger.getLogger(Crypto3DESImpl.class);

	/**
	 * 将byte数组转换为表示16进制值的字符串， 如：byte[]{8,18}转换为：0813， 和public static byte[]
	 * hexStr2ByteArr(String strIn) 互为可逆的转换过程
	 * 
	 * @param arrB
	 *            需要转换的byte数组
	 * @return 转换后的字符串
	 * @throws Exception
	 *             本方法不处理任何异常，所有异常全部抛出
	 */
	private static String byteArr2HexStr(byte[] arrB) throws Exception {
		int iLen = arrB.length;
		// 每个byte用两个字符才能表示，所以字符串的长度是数组长度的两倍
		StringBuffer sb = new StringBuffer(iLen * 2);
		for (int i = 0; i < iLen; i++) {
			int intTmp = arrB[i];
			// 把负数转换为正数
			while (intTmp < 0) {
				intTmp = intTmp + 256;
			}
			// 小于0F的数需要在前面补0
			if (intTmp < 16) {
				sb.append("0");
			}
			sb.append(Integer.toString(intTmp, 16));
		}
		return sb.toString();
	}

	/**
	 * 将表示16进制值的字符串转换为byte数组， 和public static String byteArr2HexStr(byte[] arrB)
	 * 互为可逆的转换过程
	 * 
	 * @param strIn
	 *            需要转换的字符串
	 * @return 转换后的byte数组
	 * @throws Exception
	 *             本方法不处理任何异常，所有异常全部抛出
	 * @author <a href="mailto:zhangji@aspire-tech.com">ZhangJi</a>
	 */
	private static byte[] hexStr2ByteArr(String strIn) throws Exception {
		byte[] arrB = strIn.getBytes();
		int iLen = arrB.length;

		// 两个字符表示一个字节，所以字节数组长度是字符串长度除以2
		byte[] arrOut = new byte[iLen / 2];
		for (int i = 0; i < iLen; i = i + 2) {
			String strTmp = new String(arrB, i, 2);
			arrOut[i / 2] = (byte) Integer.parseInt(strTmp, 16);
		}
		return arrOut;
	}

	// 加密和解密函数的使用用法实例
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Crypto3DESImpl des = new Crypto3DESImpl();
		// 设置算法
		des.setDesAlgorithm("DES");
		// 设置密钥
		des.setKeyString("18947f2c467c4763fd2492cf");
		String str = des.decrypt("8394bef13776eae45547cb484e075963f9a7e9542301f87a82ef9a4dcaf4b0c5e1bcc66c34ecabf1b8d8012a7357c85271ae3ca2a19887cb6228677a84acd22ae3aa4a230a30f91557fa8677fe6c8edb81cf8e93f3128cb841a3b863f0a790bfc9bbc8c6c5979df32ca3f7fb1ffff1ad0e30bf8bf14c1a778808d82064de6b85d46eb3c1c0b8465e124eb113e5d56e519aa7e92819993ac9");
		
		logger.debug(str);
 
	}

	/**
	 * 3desAlgorithm 3des加密算法，可用 DES,DESede,Blowfish
	 */
	public String desAlgorithm;

	/**
	 * keyString 加密密钥
	 */
	String keyString;

	public Crypto3DESImpl() {
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
	}

	/**
	 * decrypt 3DES单参数解密函数
	 * 
	 * @param src
	 *            byte[]
	 * @return byte[]
	 * @throws Exception
	 */
	private byte[] decrypt(byte[] src) throws Exception {
		byte[] keybyte = keyString.getBytes();
		// 生成密钥
		Key deskey = getKey(keybyte);
		Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance(desAlgorithm);
		decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
		return decryptCipher.doFinal(src);
	}

	/**
	 * decrypt 3DES单参数解密函数
	 * 
	 * @param src
	 *            String
	 * @return String
	 * @throws Exception
	 */
	public String decrypt(String src) throws Exception {
		byte[] srcBytes = Crypto3DESImpl.hexStr2ByteArr(src);
		return new String(this.decrypt(srcBytes));
	}

	/**
	 * encrypt 3DES单参数加密函数
	 * 
	 * @param src
	 *            byte[] 输入字符数组
	 * @return byte[] 返回字符数组
	 * @throws NoSuchPaddingException
	 * @throws NoSuchAlgorithmException
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws BadPaddingException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws Exception
	 */
	public byte[] encrypt(byte[] src) throws NoSuchPaddingException,
			NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, BadPaddingException,
			IllegalBlockSizeException, Exception {
		byte[] keybyte = keyString.getBytes();
		// 生成密钥
		Key deskey = getKey(keybyte);
		// 加密
		Cipher c1 = Cipher.getInstance(desAlgorithm);
		c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
		return c1.doFinal(src);
	}

	/**
	 * encrypt 3DES单参数加密函数
	 * 
	 * @param src
	 *            String
	 * @return String
	 * @throws Exception
	 */
	public String encrypt(String src) throws Exception {
		byte[] srcBytes = src.getBytes();
		return Crypto3DESImpl.byteArr2HexStr(this.encrypt(srcBytes));
	}

	public String getDesAlgorithm() {
		return desAlgorithm;
	}

	/**
	 * 从指定字符串生成密钥，密钥所需的字节数组长度为8位 不足8位时后面补0，超出8位只取前8位
	 * 
	 * @param arrBTmp
	 *            构成该字符串的字节数组
	 * @return 生成的密钥
	 * @throws Exception
	 */
	private Key getKey(byte[] arrBTmp) throws Exception {
		// 创建一个空的8位字节数组（默认值为0）
		byte[] arrB = new byte[8];
		// 将原始字节数组转换为8位
		for (int i = 0; i < arrBTmp.length && i < arrB.length; i++) {
			arrB[i] = arrBTmp[i];
		}
		// 生成密钥
		Key key = new SecretKeySpec(arrB, desAlgorithm);
		return key;
	}

	public String getKeyString() {
		return keyString;
	}

	public void setDesAlgorithm(String desAlgorithm) {
		this.desAlgorithm = desAlgorithm;
	}

	public void setKeyString(String keyString) {
		this.keyString = keyString;
	}

}

   测试之后发现，C#加密与解密完全与上面的java代码3DES结果不一样，不知道怎么回事，难道是我们框架代码有问题，那我就开始在网上搜索3DES相关例子，发现3DES还有两个重要参数：模式与填充方式，又仔细看了看C#代码中提到了ECB与PKCS7，正是3DES重要参数，但我还是不会写，又在网上找，代码如下：

package com.cn.crypt.implement;

import java.net.URLEncoder;
import java.security.Security;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

import com.cn.crypt.IDESecbpkcs7;

/**
 * @author 刘宗安
 * @version 1.0 功能 ：釆用3DES标准以模式为ECB、填充方式为PKCS7加密数据
 */
public class DESecbpkcs7Impl implements IDESecbpkcs7
{
	private Cipher cipher = null;
	// base64编码
	private BASE64Encoder base64Encode = new BASE64Encoder();
	private BASE64Decoder base64Decode = new BASE64Decoder();
	// 密钥
	private String key = "";
	// 过滤换行
	private boolean filter = true;

	public String getKey()
	{
		return key;
	}

	public boolean getFilter()
	{
		return filter;
	}
	
	/**
	 * 设置密钥
	 * @param key
	 */
	public void setKey(String key)
	{
		this.key = key;
	}

	public void setFilter(boolean filter)
	{
		this.filter = filter;
	}

	private final Cipher initCipher(int mode)
	{
		try
		{
			// 添加新安全算法:PKCS7
			Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
			String algorithm = "DESede/ECB/PKCS7Padding";
                         		SecretKey desKey = new SecretKeySpec((new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key), algorithm);
			//SecretKey desKey = new SecretKeySpec(key.getBytes("ASCII"), algorithm);
			Cipher tcipher = Cipher.getInstance(algorithm);
			tcipher.init(mode, desKey);
			return tcipher;
		} catch (Exception e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	/**
	 * 加密以charset编码做为密文
	 * 
	 * @param src
	 *            明文
	 * @param charset
	 *            编码,例：UTF8、BASE64
	 * @return
	 */
	public String encrypt(String src, String charset)
	{
		try
		{
			return URLEncoder.encode(encrypt(src), charset);
		} catch (Exception e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	/**
	 * 解密
	 * @param src 二进制数组
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	private byte[] decrypt(byte[] src) throws Exception
	{
		cipher = initCipher(Cipher.DECRYPT_MODE);
		return cipher.doFinal(src);
	}
	/**
	 * 解密
	 * @param src 密文
	 * @return
	 * @throws Exception
	 */
	public  String decrypt(String src) throws Exception
	{
		byte[] bt=base64Decode.decodeBuffer(src);
		byte[] sbt=decrypt(bt);
		return new String(sbt,"ASCII");
	}
	/**
	 * 加密以base64做为密文
	 * 
	 * @param src
	 *            明文
	 * @return 密文
	 */
	public String encrypt(String src)
	{
		cipher = initCipher(Cipher.ENCRYPT_MODE);
		byte[] dd = encrypt(src.getBytes());
		String str = base64Encode.encode(dd);
		str = str.replaceAll("\r", "");
		str = str.replaceAll("\n", "");
		return str;
	}

	/**
	 * 
	 * @param src
	 * @return
	 */
	public byte[] encrypt(byte[] src)
	{
		try
		{
			return cipher.doFinal(src);
		} catch (Exception e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		DESecbpkcs7Impl cWebService3DES = new DESecbpkcs7Impl();
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		cWebService3DES.key = "18947f2c467c4763fd2492cf".toUpperCase();
		System.out.println("18947f2c467c4763fd2492cf".toUpperCase());
		String s = cWebService3DES
				.encrypt("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"utf-8\" ?><SXData><UserID>bjtele-union</UserID><EnCode>9289a37b0f5cb18abb5aa4d33e85afe9</EnCode></SXData>");
		s = s.replaceAll("\r", "");
		s = s.replaceAll("\n", "");
		System.out.println(s);
		System.out.println(cWebService3DES.decrypt(s));
	}

}

 

测试之后，发现与C#还是不一样，这下我可晕，不知道从哪里修改好？哎，真不知道从何下手了，又继续找原因，后来发现上面C#代码中存在这一段代码：

 

 DES.Key = ASCIIEncoding.ASCII.GetBytes(a_strKey);

 

呵呵，将以前的BASE64编码代码

SecretKey desKey = new SecretKeySpec((new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key), algorithm);

 

 

修改java代码KEY为ASCII:

	SecretKey desKey = new SecretKeySpec(key.getBytes("ASCII"), algorithm);

 

 这一下终于调试成功了，最后还要提醒一下将加密后的二进制数组以base64编码进行显示，代码如下：

String str = base64Encode.encode(dd);

 

OK 

 

 

 

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4 楼 飞飞965 2014-06-22  
在没有用base64加解密的情况下，我用你的方法解密是中文出现了乱码，而英文和数字没事，而且解密出来的明文前面多了一个问号，这是什么情况？
3 楼 lydawen 2012-08-03  
冰封--world 写道
楼主是否可以给我发个你的列子 1793815563@qq.com
多谢

http://www.iteye.com/topic/540708
2 楼 冰封--world 2012-08-02  
楼主是否可以给我发个你的列子 1793815563@qq.com
多谢
1 楼 lydawen 2010-02-08  
楼主有没有测一下呀，这样的工具类在高并发情况下会有异常出现。如1000个线程
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