Kotlin 中的密码学：加密与哈希

Kotlin 中的密码学：加密与哈希

现代 Kotlin 开发（尤其是 Android 和后端）经常需要实现密码学功能。本文将介绍使用 Kotlin 以及 Java Cryptography Extension (JCE) 和 Bouncy Castle 标准库进行数据加密和哈希的主要方法。

基本概念

Kotlin 中的密码学依赖于 JVM 的能力。您可以使用：

• 对称加密（AES、DES）——使用同一密钥进行加密和解密。
• 非对称加密（RSA）——使用一对密钥：公钥和私钥。
• 哈希（SHA-256、MD5）——数据的不可逆转换。
• HMAC——使用密钥进行哈希以验证完整性。

项目配置

大多数示例只需使用 Java 标准库。对于高级算法（例如带 GCM 的 AES），请在 build.gradle.kts 中添加依赖：

dependencies {    implementation("org.bouncycastle:bcprov-jdk15on:1.70")}

1. 对称加密（AES）

AES 是最流行的算法。字符串加密和解密示例：

import javax.crypto.Cipherimport javax.crypto.KeyGeneratorimport javax.crypto.SecretKeyimport javax.crypto.spec.IvParameterSpecimport java.util.Base64

fun aesEncrypt(plainText: String, secretKey: SecretKey): String {    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")    val iv = ByteArray(16) // 生成 IV    java.security.SecureRandom().nextBytes(iv)    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, IvParameterSpec(iv))    val encrypted = cipher.doFinal(plainText.toByteArray())    // 合并 IV 和密文    val combined = iv + encrypted    return Base64.getEncoder().encodeToString(combined)}

fun aesDecrypt(encryptedBase64: String, secretKey: SecretKey): String {    val combined = Base64.getDecoder().decode(encryptedBase64)    val iv = combined.copyOfRange(0, 16)    val encrypted = combined.copyOfRange(16, combined.size)    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, IvParameterSpec(iv))    return String(cipher.doFinal(encrypted))}

// 使用示例fun main() {    val keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES")    keyGen.init(256)    val secretKey = keyGen.generateKey()

    val original = "Hello, Kotlin Crypto!"    val encrypted = aesEncrypt(original, secretKey)    println("已加密: $encrypted")

    val decrypted = aesDecrypt(encrypted, secretKey)    println("已解密: $decrypted")}

2. 非对称加密（RSA）

RSA 用于安全数据传输。示例：

import java.security.KeyPairGeneratorimport java.security.PrivateKeyimport java.security.PublicKeyimport javax.crypto.Cipherimport java.util.Base64

fun generateRSAKeyPair(): Pair<PublicKey, PrivateKey> {    val generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA")    generator.initialize(2048)    val keyPair = generator.generateKeyPair()    return Pair(keyPair.public, keyPair.private)}

fun rsaEncrypt(plainText: String, publicKey: PublicKey): String {    val cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding")    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey)    return Base64.getEncoder().encodeToString(cipher.doFinal(plainText.toByteArray()))}

fun rsaDecrypt(encryptedBase64: String, privateKey: PrivateKey): String {    val cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding")    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey)    return String(cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedBase64)))}

fun main() {    val (publicKey, privateKey) = generateRSAKeyPair()    val message = "秘密消息"    val encryp