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摘要：本文介紹了在JAVA環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)IDEA對稱加密算法。由于電子商務(wù)和電子政務(wù)的普及，安全加密技術(shù)在其中應(yīng)用非常廣泛，對安全加密技術(shù)的要求也很高。目前在JAVA環(huán)境下實(shí)現(xiàn)IDEA加密具有很多的優(yōu)勢，因?yàn)镴AVA是基于面向?qū)ο蟮木幊陶Z言,并且由于它的平臺無關(guān)性能被大量應(yīng)用于Internet的開發(fā)。
關(guān)鍵字：IDEA(Internation Data Encryption Algorithm) JCA JCE 密鑰 獨(dú)立性 可靠性
隨著Internet的迅速發(fā)展,電子商務(wù)的浪潮勢不可擋，日常工作和數(shù)據(jù)傳輸都放在Internet網(wǎng)上進(jìn)行傳輸,大大提高了效率,降低了成本,創(chuàng)造了良好的效益。但是,由于Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議本身存在著重要的安全問題(IP包本身并不繼承任何安全特性,很容易偽造出IP包的地址、修改其內(nèi)容、重播以前的包以及在傳輸途中攔截并查看包的內(nèi)容),使網(wǎng)上的信息傳輸存在巨大的安全風(fēng)險電子商務(wù)的安全問題也越來越突出。加密是電子商務(wù)中最主要的安全技術(shù),加密方法的選取直接影響電子商務(wù)活動中信息的安全程度，在電子商務(wù)系統(tǒng)中,主要的安全問題都可以通過加密來解決。數(shù)據(jù)的保密性可通過不同的加密算法對數(shù)據(jù)加密來實(shí)現(xiàn)。
對我國來講，雖然可以引進(jìn)很多的外國設(shè)備，但加密設(shè)備不能依靠引進(jìn)，因?yàn)樗婕暗骄W(wǎng)絡(luò)安全、國家機(jī)密信息的安全，所以必須自己研制。當(dāng)前國際上有許多加密算法，其中DES（Data Encryption Standard）是發(fā)明最早的用得最廣泛的分組對稱加密算法，DES用56位蜜鑰加密64位明文，輸出64位密文，DES的56位密鑰共有256 種可能的密鑰，但歷史上曾利用窮舉攻擊破解過DES密鑰，1998年電子邊境基金會（EFF）用25萬美元制造的專用計(jì)算機(jī)，用56小時破解了DES的密鑰，1999年，EFF用22小時完成了破解工作，使DES算法受到了嚴(yán)重打擊，使它的安全性受到嚴(yán)重威脅。因?yàn)镴AVA語言的安全性和網(wǎng)絡(luò)處理能力較強(qiáng)，本文主要介紹使用IDEA（Internation Data Encryption Algorithm ）數(shù)據(jù)加密算法在Java環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸。
一、IDEA數(shù)據(jù)加密算法
IDEA數(shù)據(jù)加密算法是由中國學(xué)者來學(xué)嘉博士和著名的密碼專家 James L. Massey 于1990年聯(lián)合提出的。它的明文和密文都是64比特，但密鑰長為128比特。IDEA 是作為迭代的分組密碼實(shí)現(xiàn)的，使用 128 位的密鑰和 8 個循環(huán)。這比 DES 提供了更多的 安全性，但是在選擇用于 IDEA 的密鑰時，應(yīng)該排除那些稱為“弱密鑰”的密鑰。DES 只有四個弱密鑰和 12 個次弱密鑰，而 IDEA 中的弱密鑰數(shù)相當(dāng)可觀，有 2 的 51 次方個。但是，如果密鑰的總數(shù)非常大，達(dá)到 2 的 128 次方個，那么仍有 2 的 77 次方個密鑰可供選擇。IDEA 被認(rèn)為是極為安全的。使用 128 位的密鑰，蠻力攻擊中需要進(jìn)行的測試次數(shù)與 DES 相比會明顯增大，甚至允許對弱密鑰測試。而且，它本身 也顯示了它尤其能抵抗專業(yè)形式的分析性攻擊。
二、Java密碼體系和Java密碼擴(kuò)展
Java是Sun公司開發(fā)的一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言,并且由于它的平臺無關(guān)性被大量應(yīng)用于Internet的開發(fā)。Java密碼體系(JCA)和Java密碼擴(kuò)展(ＪＣＥ)的設(shè)計(jì)目的是為Java提供與實(shí)現(xiàn)無關(guān)的加密函數(shù)API。它們都用factory方法來創(chuàng)建類的例程,然后把實(shí)際的加密函數(shù)委托給提供者指定的底層引擎,引擎中為類提供了服務(wù)提供者接口在Java中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密/解密,是使用其內(nèi)置的JCE(Java加密擴(kuò)展)來實(shí)現(xiàn)的。Java開發(fā)工具集1.1為實(shí)現(xiàn)包括數(shù)字簽名和信息摘要在內(nèi)的加密功能,推出了一種基于供應(yīng)商的新型靈活應(yīng)用編程接口。Java密碼體系結(jié)構(gòu)支持供應(yīng)商的互操作,同時支持硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。Java密碼學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循兩個原則:(1)算法的獨(dú)立性和可靠性。(2)實(shí)現(xiàn)的獨(dú)立性和相互作用性。算法的獨(dú)立性是通過定義密碼服務(wù)類來獲得。用戶只需了解密碼算法的概念,而不用去關(guān)心如何實(shí)現(xiàn)這些概念。實(shí)現(xiàn)的獨(dú)立性和相互作用性通過密碼服務(wù)提供器來實(shí)現(xiàn)。密碼服務(wù)提供器是實(shí)現(xiàn)一個或多個密碼服務(wù)的一個或多個程序包。軟件開發(fā)商根據(jù)一定接口,將各種算法實(shí)現(xiàn)后,打包成一個提供器,用戶可以安裝不同的提供器。安裝和配置提供器,可將包含提供器的ZIP和JAR文件放在CLASSPATH下,再編輯Java安全屬性文件來設(shè)置定義一個提供器。Java運(yùn)行環(huán)境Sun版本時,提供一個缺省的提供器Sun。
三、Java環(huán)境下的實(shí)現(xiàn)
1．加密過程的實(shí)現(xiàn)
void idea_enc( int data11[], /*待加密的64位數(shù)據(jù)首地址*/ int key1[]){
int i ;
int tmp,x;
int zz[]=new int[6];
for ( i = 0 ; i < 48 ; i += 6) { /*進(jìn)行8輪循環(huán)*/
for(int j=0,box=i;j<6;j++,box++){
zz[j]=key1[box];
}
x = handle_data(data11,zz);
tmp = data11[1]; /*交換中間兩個*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
}
tmp = data11[1]; /*最后一輪不交換*/
data11[1] = data11[2];
data11[2] = tmp;
data11[0] = MUL(data11[0],key1[48]);
data11[1] =(char)((data11[1] + key1[49])%0x10000);
data11[2] =(char)((data11[2] + key1[50])%0x10000);
data11[3] = MUL(data11[3],key1[51]);
}
2．解密過程的實(shí)現(xiàn)
void key_decryExp(int outkey[])/*解密密鑰的變逆處理*/
{ int tmpkey[] = new int[52] ;
int i;
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
tmpkey[i] = outkey[ wz_spkey[i] ] ;/*換位*/
}
for ( i = 0 ; i < 52 ; i++) {
outkey[i] = tmpkey[i];
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++) {
outkey[wz_spaddrever[i]] = (char)(65536-outkey[wz_spaddrever[i]]) ;/*替換成加法逆*/
}
for ( i = 0 ; i < 18 ; i++){
outkey[wz_spmulrevr[i]] =(char)(mulInv(outkey[wz_spmulrevr[i]] ));/*替換成乘法逆*/
}
}
四、總結(jié)
在實(shí)際應(yīng)用中,我們可以使用Java開發(fā)工具包(JDK)中內(nèi)置的對Socket通信的支持,通過JCE中的Java流和鏈表,加密基于Socket的網(wǎng)絡(luò)通信.我們知道,加密/解密是數(shù)據(jù)傳輸中保證數(shù)據(jù)完整性的常用方法,Java語言因其平臺無關(guān)性,在Internet上的應(yīng)用非常之廣泛.使用Java實(shí)現(xiàn)基于IDEA的數(shù)據(jù)加密傳輸可以在不同的平臺上實(shí)現(xiàn)并具有實(shí)現(xiàn)簡潔、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
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