Python 和 Java 进行 DES 加密和解密

DES 为 Data Encryption Standard (数据加密标准)的缩写,是一种常见的对称加密算法。有关对称加密与非对称加密的特点及其应用场景,本文就不描述了,读者可以自行 google 。本文说明如何使用 Java 和 Python 两种语言来实现 DES 的加解密。

最近碰到的应用场景是这样的。我们需要对接一个系统 S,系统 S 已经对用户的身份进行了验证,新系统 N 也需要对用户的身份进行验证。采用的身份验证方法是由旧系统 S 对用户 ID 进行加密,然后新系统 N 对加密后的用户 ID 进行解密,从而获取用户 ID 并进行身份验证。
由于旧系统 S 是用 Java 实现的,新系统 N 使用 Python 实现。也就是说,需要使用 Python 语言来对 Java DES 加密的用户 ID 进行解密。

这里贴出 Java 实现的 DES 加密的代码。

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import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
String content = "zx";
String key = "20171117";
System.out.println("加密前:" + content);
byte[] encrypted = DES_CBC_Encrypt(content.getBytes(), key.getBytes());
System.out.println("加密后:" + byteToHexString(encrypted));
byte[] decrypted = DES_CBC_Decrypt(encrypted, key.getBytes());
System.out.println("解密后:" + new String(decrypted));
}
public static byte[] DES_CBC_Encrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) {
try {
DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(keyBytes);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(keySpec.getKey()));
byte[] result = cipher.doFinal(content);
return result;
} catch (Exception e) {
System.out.println("exception:" + e.toString());
}
return null;
}
private static byte[] DES_CBC_Decrypt(byte[] content, byte[] keyBytes) {
try {
DESKeySpec keySpec = new DESKeySpec(keyBytes);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey key = keyFactory.generateSecret(keySpec);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key, new IvParameterSpec(keyBytes));
byte[] result = cipher.doFinal(content);
return result;
} catch (Exception e) {
System.out.println("exception:" + e.toString());
}
return null;
}
private static String byteToHexString(byte[] bytes) {
StringBuffer sb = new StringBuffer(bytes.length);
String sTemp;
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
sTemp = Integer.toHexString(0xFF & bytes[i]);
if (sTemp.length() < 2)
sb.append(0);
sb.append(sTemp.toUpperCase());
}
return sb.toString();
}
}

Java 代码采用的 DES 加密采用 CBC 模式,采用 PKCS5Padding 的填充模式,使用的初始化向量是加密的密钥。

执行以上 Java 代码,输出:

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加密前:zx
加密后:1DBBD4E9246EBFFA
解密后:zx

Python 利用 pyDes 对 Java 加密的字符串进行解密的代码如下所示。

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import binascii
from pyDes import des, CBC, PAD_PKCS5
def des_encrypt(s):
"""
DES 加密
:param s: 原始字符串
:return: 加密后字符串,16进制
"""
secret_key = '20171117'
iv = secret_key
k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
en = k.encrypt(s, padmode=PAD_PKCS5)
return binascii.b2a_hex(en)
def des_descrypt(s):
"""
DES 解密
:param s: 加密后的字符串,16进制
:return: 解密后的字符串
"""
secret_key = '20171117'
iv = secret_key
k = des(secret_key, CBC, iv, pad=None, padmode=PAD_PKCS5)
de = k.decrypt(binascii.a2b_hex(s), padmode=PAD_PKCS5)
return de
str_en = des_encrypt('zx')
print(str_en)
str_de = des_descrypt(str_en)
print(str_de)

Python 语言采用 pyDes 作为 DES 加解密处理的包。DES 解密时采用 CBC 模式,并采用 PAD_PKCS5 作为填充模式,使用解密密钥作为初始化向量。这些加密的设置跟 Java 语言使用的是一致的。

执行以上 Python 代码,得到以下输出:

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1dbbd4e9246ebffa
zx

可以看到,同对 Java 加密后的字符串,Python 语言可以正常解密。

参考资料

  1. http://blog.csdn.net/qq_18870023/article/details/52180768
  2. https://twhiteman.netfirms.com/des.html
  3. https://en.wikipedia.org/wiki/Data_Encryption_Standard
  4. https://baike.baidu.com/item/DES%E7%AE%97%E6%B3%95