Kotlin 中的密码学：加密与哈希

Kotlin中的密码学：加密与哈希

运行在JVM之上的Kotlin提供了对Java强大密码学库的完全访问权限，例如Java Cryptography Extension (JCE)和Bouncy Castle。在本文中，我们将探讨如何在Kotlin中实现对称加密（AES）、非对称加密（RSA）以及哈希（SHA-256）。所有代码示例均可直接运行——您可以将其复制到自己的项目中。

项目准备

首先，在build.gradle.kts中添加对Bouncy Castle的依赖（推荐用于现代算法的提供者）：

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

同步Gradle后，在代码中导入提供者：

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProviderimport java.security.Security

fun initCrypto() {    Security.addProvider(BouncyCastleProvider())}

1. SHA-256哈希

哈希是一种不可逆的数据转换。最常用于验证文件完整性和存储密码。

import java.security.MessageDigest

fun sha256(input: String): String {    val digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256")    val hashBytes = digest.digest(input.toByteArray())    return hashBytes.joinToString("") { "%02x".format(it) }}

fun main() {    val password = "mySecret123"    val hash = sha256(password)    println("SHA-256哈希: $hash")    // 输出: SHA-256哈希: a665a45920422f9d417e4867efdc4fb8a04a1f3fff1fa07e998e86f7f7a27ae3}

重要提示：对于密码，请使用bcrypt或scrypt——SHA-256速度过快，容易受到暴力攻击。

2. 对称加密AES

AES（高级加密标准）是最流行的数据加密算法。我们使用GCM模式（保证真实性）和随机IV。

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

class AesGcmEncryption {    companion object {        private const val AES_KEY_SIZE = 256        private const val GCM_IV_LENGTH = 12        private const val GCM_TAG_LENGTH = 128    }

    fun generateKey(): SecretKey {        val keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES")        keyGen.init(AES_KEY_SIZE)        return keyGen.generateKey()    }

    fun encrypt(plainText: String, secretKey: SecretKey): String {        val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")        val iv = ByteArray(GCM_IV_LENGTH).apply {            java.security.SecureRandom().nextBytes(this)        }        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, GCMParameterSpec(GCM_TAG_LENGTH, iv))        val cipherText = cipher.doFinal(plainText.toByteArray())        // 合并IV和密文        val combined = iv + cipherText        return Base64.getEncoder().encodeToString(combined)    }

    fun decrypt(encryptedData: String, secretKey: SecretKey): String {        val combined = Base64.getDecoder().decode(encryptedData)        val iv = combined.copyOfRange(0, GCM_IV_LENGTH)        val cipherText = combined.copyOfRange(GCM_IV_LENGTH, combined.size)        val cipher = Cipher.getInstance("AES/GCM/NoPadding")        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, GCMParameterSpec(GCM_TAG_LENGTH, iv))        return String(cipher.doFinal(cipherText))    }}

fun main() {    val aes = AesGcmEncryption()    val key = aes.generateKey()    val original = "秘密消息"    val encrypted = aes.encrypt(original, key)    val decrypted = aes.decrypt(encrypted, key)    println("原文: $original")    println("加密后: $encrypted")    println("解密后: $decrypted")}

3. 非对称