7.3.2　实现

对DES算法实现有一定了解后，DESede算法的实现就容易许多。除了将密钥材料实现类由DESKeySpec类转换为DESedeKeySpec类外，DESede算法与DES算法实现的主要差别在于算法、密钥长度两个方面：

❑算法：自然不用说，这是基本差别，只是DESede还有很多别名，如TripleDES和3DES指的都是DESede算法。

❑密钥长度：Java 6提供的DES算法实现支持56位密钥长度，加上Bouncy Castle相应实现可以支持到64位密钥长度。Java 6提供的DESede算法实现所支持的密钥长度支持为112位和168位，通过Bouncy Castle相应实现可支持密钥长度为128位和192位。DESede算法密钥长度恰恰是DES算法密钥长度的2倍或3倍。

有关DESede算法的Java 6实现与Bouncy Castle实现细节如表7-2所示。

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通过7.2节的DES算法实现演示，相信读者对于如何实现DES算法，以及如何使用Bouncy Castle扩充密钥长度已经很了解了，本文将阐述如何使用Bouncy Castle扩充填充方式。

对于DESede算法的填充方式，Java 6提供了NoPadding、PKCS5Padding和ISO10126Padding共3种填充方式。

作者与合作方商定加密算法时，对方技术水准较高，要求使用PKCS7Padding填充方式，着实令作者犯难，好在这时作者发现了Bouncy Castle，才解决了这一技术难题。仔细研究，发现Bouncy Castle不仅支持PKCS7Padding这一种填充方式，还支持ISO10126d2Padding、X932Padding、ISO7816d4Padding和ZeroBytePadding共4种填充方式。

对于如何使用PKCS7Padding填充方式完成DESede算法构建的问题，我们在代码清单7-3中详述。

代码清单7-3　DESede算法实现

import java.security.Key；

import javax.crypto.Cipher；

import javax.crypto.KeyGenerator；

import javax.crypto.SecretKey；

import javax.crypto.SecretKeyFactory；

import javax.crypto.spec.DESedeKeySpec；

/**

*DESede安全编码组件

*@author梁栋

*@version 1.0

*/

public abstract class DESedeCoder{

/**

*密钥算法

*Java 6支持密钥长度为112位和168位

*Bouncy Castle支持密钥长度为128位和192位

*/

public static final String KEY_ALGORITHM="DESede"；

/**

*加密/解密算法/工作模式/填充方式

*Java 6支持PKCS5Padding填充方式

*Bouncy Castle支持PKCS7Padding填充方式

*/

public static final String CIPHER_ALGORITHM="DESede/ECB/PKCS5Padding"；

/**

*转换密钥

*@param key二进制密钥

*@return Key密钥

*@throws Exception

*/

private static Key toKey（byte[]key）throws Exception{

//实例化DES密钥材料

DESedeKeySpec dks=new DESedeKeySpec（key）；

//实例化秘密密钥工厂

SecretKeyFactory keyFactory=SecretKeyFactory.getInstance（KEY_ALGORITHM）；

//生成秘密密钥

return keyFactory.generateSecret（dks）；

}

/**

*解密

*@param data待解密数据

*@param key密钥

*@return byte[]解密数据

*@throws Exception

*/

public static byte[]decrypt（byte[]data, byte[]key）throws Exception{

//还原密钥

Key k=toKey（key）；

/*

*实例化

*使用PKCS7Padding填充方式，按如下代码实现

*Cipher.getInstance（CIPHER_ALGORITHM，"BC"）；

*/

Cipher cipher=Cipher.getInstance（CIPHER_ALGORITHM）；

//初始化，设置为解密模式

cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE, k）；

//执行操作

return cipher.doFinal（data）；

}

/**

*加密

*@param data待加密数据

*@param key密钥

*@return byte[]加密数据

*@throws Exception

*/

public static byte[]encrypt（byte[]data, byte[]key）throws Exception{

//还原密钥

Key k=toKey（key）；

/*

*实例化

*使用PKCS7Padding填充方式，按如下代码实现

*Cipher.getInstance（CIPHER_ALGORITHM，"BC"）；

*/

Cipher cipher=Cipher.getInstance（CIPHER_ALGORITHM）；

//初始化，设置为加密模式

cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE, k）；

//执行操作

return cipher.doFinal（data）；

}

/**

*生成密钥＜br＞

*@return byte[]二进制密钥

*@throws Exception

*/

public static byte[]initKey（）throws Exception{

/*

*实例化

*使用128位或192位长度密钥，按如下代码实现

*KeyGenerator.getInstance（KEY_ALGORITHM，"BC"）；

*/

KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance（KEY_ALGORITHM）；

/*

*初始化

*Java 6支持密钥长度为112位和168位

*若使用128位或192位长度密钥，按如下代码实现

*kg.init（128）；

*或

*kg.init（192）；

*/

kg.init（168）；

//生成秘密密钥

SecretKey secretKey=kg.generateKey（）；

//获得密钥的二进制编码形式

return secretKey.getEncoded（）；

}

}

上述代码与DES算法实现如出一辙。这要感谢Sun提供的JCE架构，它提供了统一的加密算法调用模式。我们注意到，这里的密钥材料实现类由DESKeySpec类改为DESedeKeySpec类，这是为DESede算法量身定做的密钥材料实现类。

除了密钥材料实现类的变化，还要注意密钥长度的区别。

Java 6支持112位和168位密钥长度，注意初始化时显式调用如下代码：

kg.init（168）；

DESede算法密钥生成器的密钥长度初始化默认值为168位，若使用无参初始化方法，一样会产生一个168位的DESede算法密钥。

如果要使用128位或192位长度的密钥，需要在实例化密钥生成器对象时就指定Bouncy Castle作为该算法的提供者。我们以初始化192位长度密钥为例，按如下代码实现：

KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance（KEY_ALGORITHM，"BC"）；

kg.init（192）；

上述密钥长度初始化实现与DES算法实现无差别，这里要注意的是填充方式扩展。

注意代码中的变量“CIPHER_ALGORITHM”，当前指定的填充方式是PKCS5Padding，若我们使用PKCS7Padding填充方式除了对该变量做调整外，还需要调整Cipher对象cipher实例化代码，按如下方式实现：

Cipher.getInstance（CIPHER_ALGORITHM，"BC"）；

这样我们就能获得相应填充方式下的加密/解密实现了。

关于DESede算法相应的测试用例与DES算法的测试用例基本没有差别，如代码清单7-4所示。

代码清单7-4　DESede算法实现测试用例

import static org.junit.Assert.*；

import org.apache.commons.codec.binary.Base64；

import org.junit.Test；

/**

*DESede安全编码组件校验

*@author梁栋

*@version 1.0

*/

public class DESedeCoderTest{

/**

*测试

*@throws Exception

*/

@Test

public final void test（）throws Exception{

String inputStr="DESede"；

byte[]inputData=inputStr.getBytes（）；

System.err.println（"原文：\t"+inputStr）；

//初始化密钥

byte[]key=DESedeCoder.initKey（）；

System.err.println（"密钥：\t"+Base64.encodeBase64String（key））；

//加密

inputData=DESedeCoder.encrypt（inputData, key）；

System.err.println（"加密后：\t"+Base64.encodeBase64String（inputData））；

//解密

byte[]outputData=DESedeCoder.decrypt（inputData, key）；

String outputStr=new String（outputData）；

System.err.println（"解密后：\t"+outputStr）；

//校验

assertEquals（inputStr, outputStr）；

}

}

我们可以从控制台中获得信息中明显感受到密钥长度的增加。控制台输出信息如下所示：

原文：DESede

密钥：N8jTp6RuZxkjJea2XVvquV5YegHQ31cV

加密后：touXuJw8vrc=

解密后：DESede

仔细研究过Java API的读者朋友也许会对上述代码中的密钥材料实现类的变化敏感一些，Java API中仅仅提供了DES、DESede和PBE共3种对称加密算法密钥材料实现类。那么，其他算法如何还原密钥呢？AES算法实现就是一个不错的示例！