Java DES 加密解密極簡實作（CBC 模式 + 無填充）

雖然 AES 已成為對稱加密標準，但 DES 在舊系統維護、嵌入式裝置、低安全性場景仍有應用空間。本文提供最精簡的 Java DES 實作，剔除冗長的編碼轉換、長度判斷等非核心邏輯，聚焦於「演算法本身」。

核心類別：ComCipher

import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import java.security.*;

public class ComCipher {
    private final byte[] desKey = new byte[8];  // DES 固定 8 位元組金鑰
    private final byte[] desIv  = new byte[8];  // CBC 模式需 8 位元組 IV
    private Cipher cipher;
    private SecretKey secretKey;
    private IvParameterSpec ivSpec;
    private final SecureRandom random = new SecureRandom();

    public ComCipher() {
        // 示範用固定金鑰/IV，實務請用 PBKDF2 衍生
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            desKey[i] = 0x01;
            desIv[i]  = 0x00;
        }
    }

    public void init() throws Exception {
        DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(desKey);
        SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        secretKey = factory.generateSecret(keySpec);
        ivSpec = new IvParameterSpec(desIv);
        // CBC + NoPadding：資料長度必須為 8 位元組倍數
        cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/NoPadding");
    }

    // 加密
    public byte[] encrypt(byte[] plaintext) throws Exception {
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, ivSpec, random);
        return cipher.doFinal(plaintext);
    }

    // 解密
    public byte[] decrypt(byte[] ciphertext) throws Exception {
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, ivSpec, random);
        return cipher.doFinal(ciphertext);
    }
}

呼叫範例

public static void main(String[] args) {
    try {
        ComCipher cipher = new ComCipher();
        cipher.init();

        // 測試資料：正好 8 位元組（NoPadding 要求）
        byte[] input = new byte[8];
        for (int i = 0; i < 8; i++) input[i] = 0x01;

        System.out.println("原文: " + bytesToHex(input));

        byte[] encrypted = cipher.encrypt(input);
        System.out.println("密文: " + bytesToHex(encrypted));

        byte[] decrypted = cipher.decrypt(encrypted);
        System.out.println("解密: " + bytesToHex(decrypted));

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

// 輔助：byte[] 轉十六進位字串
private static String bytesToHex(byte[] data) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (byte b : data) sb.append(String.format("%02X", b));
    return sb.toString();
}

關鍵設定說明

實務注意事項

• 金鑰管理：範例使用硬編碼金鑰，生產環境必須透過 PBKDF2、BCrypt 或 KMS 產生/保護金鑰
• IV 唯一性：同一金鑰下，每次加密應使用隨機 IV，並將 IV 與密文一起儲存（IV 不需保密）
• 填充選擇：若資料長度不固定，請改用 DES/CBC/PKCS5Padding，並移除長度限制檢查
• 安全性警告：DES 已被證明可在數小時內暴力破解，新系統請直接使用 AES-256-GCM 或 ChaCha20-Poly1305

延伸閱讀

• Java AES 加密解密實作（本系列下一篇）
• NIST SP 800-38A：區塊加密模式標準
• OWASP Cryptographic Storage Cheat Sheet

掌握 DES 核心流程，有助於理解區塊加密基本原理，維護舊系統時也能得心應手。