Java中密钥和字符串转换

2023/07/02

1. 概述

在现实生活中,我们会遇到几种出于安全目的需要加密和解密的情况,我们可以使用密钥轻松实现这一点。因此,为了加密和解密密钥,我们必须知道将密钥转换为字符串的方式,反之亦然。在本教程中,我们将介绍Java中的密钥和字符串转换。此外,我们将通过示例介绍在Java中创建密钥的不同方法。

2. 密钥

密钥是用于加密和解密消息的信息或参数。在Java中,我们有一个SecretKey接口,将其定义为机密(对称)密钥。此接口的目的是对所有密钥接口进行分组(并为其提供类型安全)。

在Java中有两种生成密钥的方法:从随机数生成或从给定密码派生。

在第一种方法中,密钥是从加密安全(伪)随机数生成器(如SecureRandom类)生成的

为了生成密钥,我们可以使用KeyGenerator类。让我们定义一个生成SecretKey的方法-参数n以位为单位指定密钥的长度(128、192或256):

public static SecretKey generateKey(int n) throws NoSuchAlgorithmException {
    KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
    keyGenerator.init(n);
    SecretKey originalKey = keyGenerator.generateKey();
    return originalKey;
}

在第二种方法中,密钥是使用基于密码的密钥派生函数(如PBKDF2)从给定密码派生的。我们还需要一个盐值来将密码转换为密钥,盐也是一个随机值。

我们可以使用SecretKeyFactory类和PBKDF2WithHmacSHA256算法从给定的密码生成密钥。

让我们定义一种从给定密码生成SecretKey的方法,迭代次数为65536次,密钥长度为256位:

public static SecretKey getKeyFromPassword(String password, String salt) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException {
    SecretKeyFactory factory = SecretKeyFactory.getInstance("PBKDF2WithHmacSHA256");
    KeySpec spec = new PBEKeySpec(password.toCharArray(), salt.getBytes(), 65536, 256);
    SecretKey originalKey = new SecretKeySpec(factory.generateSecret(spec).getEncoded(), "AES");
    return originalKey;
}

3. SecretKey与String转换

3.1 SecretKey转换为String

我们会将SecretKey转换为字节数组,然后,我们将使用Base64编码将字节数组转换为字符串:

public static String convertSecretKeyToString(SecretKey secretKey) throws NoSuchAlgorithmException {
    byte[] rawData = secretKey.getEncoded();
    String encodedKey = Base64.getEncoder().encodeToString(rawData);
    return encodedKey;
}

3.2 String转换为SecretKey

我们将使用Base64解码将编码的字符串密钥转换为字节数组。然后,使用SecretKeySpecs,我们将字节数组转换为SecretKey:

public static SecretKey convertStringToSecretKeyto(String encodedKey) {
    byte[] decodedKey = Base64.getDecoder().decode(encodedKey);
    SecretKey originalKey = new SecretKeySpec(decodedKey, 0, decodedKey.length, "AES");
    return originalKey;
}

让我们快速验证转换:

SecretKey encodedKey = ConversionClassUtil.getKeyFromPassword("Baeldung@2021", "@$#baelDunG@#^$");
String encodedString = ConversionClassUtil.convertSecretKeyToString(encodedKey);
SecretKey decodeKey = ConversionClassUtil.convertStringToSecretKeyto(encodedString);
Assertions.assertEquals(encodedKey, decodeKey);

4. 总结

总之,我们已经学习了如何在Java中将SecretKey转换为String,反之亦然。此外,我们还讨论了在Java中创建SecretKey的各种方法。

与往常一样,本教程的完整源代码可在GitHub上获得。

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