java加密算法面试题

在现代软件开发中，数据安全至关重要，而加密算法是确保数据安全的关键技术之一。加密算法通过数学方式对数据进行转换，以防止未授权访问。在Java开发中，常见的加密算法包括对称加密算法（如AES、DES）和非对称加密算法（如RSA）。本文将详细探讨这些算法的定义、目的、条件以及它们之间的差异，并提供核心类的使用和实际应用场景的代码案例。

定义与目的

加密算法是指将明文信息转换为不可直接阅读的形式，以确保信息在传输或存储过程中的安全性。对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，而非对称加密算法使用一对密钥，通常分为公钥和私钥。

条件与区别

对称加密算法的条件是密钥的安全性必须得到保障，因为密钥一旦泄露，加密的数据就可能被破解。相比之下，非对称加密算法的公钥可以公开，而私钥必须保密，这使得非对称加密在密钥管理上更为安全。

核心类与方法

在Java中，对称加密通常使用javax.crypto.Cipher类来实现，而非对称加密则涉及到java.security.KeyPairGenerator、java.security.KeyPair以及javax.crypto.Cipher类。

使用场景

对称加密由于速度快，常用于大量数据的加密；非对称加密由于计算复杂，通常用于加密小量数据，如对称加密的密钥交换。

代码案例

以下是一个使用AES对称加密和RSA非对称加密的简单代码案例。

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.util.Base64;

public class EncryptionExample {
    // AES加密解密
    public static String aesEncryptDecrypt(String data, String key) throws Exception {
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("AES");
        keyGenerator.init(128);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(encryptedData);
        return new String(decryptedData);
    }

    // RSA加密解密
    public static void rsaEncryptDecrypt(String data) throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(2048);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPair.getPublic());
        byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data.getBytes());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyPair.getPrivate());
        byte[] decryptedData = cipher.doFinal(encryptedData);
        System.out.println("Encrypted Data: " + Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedData));
        System.out.println("Decrypted Data: " + new String(decryptedData));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String data = "Hello, World!";
        String aesKey = "mySecretKey"; // 16字节的密钥

        // 使用AES加密解密
        System.out.println("AES Encrypted Data: " + aesEncryptDecrypt(data, aesKey));
        // 使用RSA加密解密
        rsaEncryptDecrypt(data);
    }
}

相关问题及回答

以上代码案例和表格内容展示了Java中加密算法的应用，以及它们之间的一些关键差异。在实际开发中，选择合适的加密算法需要考虑数据的敏感性、传输效率以及安全性需求。