Java DES 加解密算法完整實現與原理解析

算法背景

• DES：56 位密鑰 + 8 位校驗，64 位分組，16 輪 Feistel 結構
• 1999 年 NIST 限制僅用於遺留系統，現推薦 AES
• 3DES (DESede)：三次 DES，有效密鑰長度 112 位，兼容性較好

JDK 支持參數

加密工具類

public class DesCoder {
    private static final String ALGO = "DES";
    private static final SecureRandom RANDOM = new SecureRandom();

    public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
        SecretKeyFactory kf = SecretKeyFactory.getInstance(ALGO);
        SecretKey sk = kf.generateSecret(dks);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGO);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sk, RANDOM);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
        SecretKeyFactory kf = SecretKeyFactory.getInstance(ALGO);
        SecretKey sk = kf.generateSecret(dks);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGO);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sk, RANDOM);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    // 十六進制字符串轉換輔助
    public static String toHex(byte[] b) { ... }
    public static byte[] fromHex(String s) { ... }
}

3DES 升級建議

// 僅需將算法名改為 "DESede"，密鑰長度 24 字節 (168 位)
Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5Padding");

安全提醒

• ECB 模式不安全（相同明文產生相同密文），生產環境必須用 CBC + 隨機 IV
• 密鑰管理：勿硬編碼，使用密鑰管理系統或環境變量
• 新項目優先選擇 AES-256-GCM