1. 概述
在本教程中，我们将介绍如何使用现有的JDK API加密和解密文件。
2. 先编写测试
我们将从编写测试、TDD风格开始。由于我们将在这里处理文件，因此集成测试似乎是合适的。
由于我们只是使用现有的JDK功能，因此不需要外部依赖项。
首先，我们将使用新生成的密钥对内容进行加密(在本例中使用AES(高级加密标准)作为对称加密算法)。
另请注意，我们在构造函数(AES/CBC/PKCS5Padding)中定义了完整的转换字符串，它是已用加密、分组密码模式和填充(algorithm/mode/padding)的串联。默认情况下，JDK实现支持许多不同的转换，但请注意，并非每个组合仍然可以按照今天的标准被认为是加密安全的。
我们假设我们的FileEncrypterDecrypter类会将输出写入名为baz.enc的文件。之后，我们使用相同的密钥解密此文件，并检查解密后的内容是否与原始内容相同：
@Test
public void whenEncryptingIntoFile_andDecryptingFileAgain_thenOriginalStringIsReturned() {
String originalContent = "foobar";
SecretKey secretKey = KeyGenerator.getInstance("AES").generateKey();
FileEncrypterDecrypter fileEncrypterDecrypter = new FileEncrypterDecrypter(secretKey, "AES/CBC/PKCS5Padding");
fileEncrypterDecrypter.encrypt(originalContent, "baz.enc");
String decryptedContent = fileEncrypterDecrypter.decrypt("baz.enc");
assertThat(decryptedContent, is(originalContent));
new File("baz.enc").delete(); // cleanup
}
3. 加密
我们将使用指定的转换字符串在FileEncrypterDecrypter类的构造函数中初始化Cipher。
这允许我们在指定错误转换的情况下尽早失败：
FileEncrypterDecrypter(SecretKey secretKey, String transformation) {
this.secretKey = secretKey;
this.cipher = Cipher.getInstance(transformation);
}
然后我们可以使用实例化的Cipher和提供的密钥来执行加密：
void encrypt(String content, String fileName) {
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
byte[] iv = cipher.getIV();
try (FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream(fileName);
CipherOutputStream cipherOut = new CipherOutputStream(fileOut, cipher)) {
fileOut.write(iv);
cipherOut.write(content.getBytes());
}
}
Java允许我们利用方便的CipherOutputStream类将加密内容写入另一个OutputStream。
请注意，我们将IV(初始化向量)写入输出文件的开头。在此示例中，IV是在初始化Cipher时自动生成的。
使用CBC模式时必须使用IV，以便随机化加密输出。然而，IV不被视为机密，因此可以将其写在文件的开头。
4. 解密
为了解密，我们同样必须先读取IV。之后，我们可以初始化Cipher并解密内容。
我们可以再次使用一个特殊的Java类CipherInputStream，它透明地处理实际的解密：
String decrypt(String fileName) {
String content;
try (FileInputStream fileIn = new FileInputStream(fileName)) {
byte[] fileIv = new byte[16];
fileIn.read(fileIv);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, new IvParameterSpec(fileIv));
try (CipherInputStream cipherIn = new CipherInputStream(fileIn, cipher);
InputStreamReader inputReader = new InputStreamReader(cipherIn);
BufferedReader reader = new BufferedReader(inputReader)
) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
String line;
while ((line = reader.readLine()) != null) {
sb.append(line);
}
content = sb.toString();
}
}
return content;
}
5. 总结
我们已经看到，我们可以使用标准JDK类(例如Cipher、CipherOutputStream和CipherInputStream)执行基本的加密和解密。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
此外，你可以在此处找到JDK中可用的Cipher列表。
最后，请注意，此处的代码示例并不是生产级代码，在使用它们时需要全面考虑系统的具体情况。
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