Kotlin 中的密码学：加密与哈希示例

Kotlin 中的密码学：加密与哈希

Kotlin 作为 JVM 的现代语言，可以访问 Java Cryptography Architecture (JCA) 的全部功能。这使得可以实现对称加密（AES、DES）和非对称加密（RSA），以及密码学哈希函数（SHA-256、MD5）和数字签名。在本文中，我们将分析 Kotlin 中密码学的实际应用示例，这些示例可用于保护 Web 应用程序、移动开发和后端服务中的数据。

所有代码示例均使用 Java 内置功能，因此它们是跨平台的，无需额外库。

1. Kotlin 中的 AES 对称加密

对称加密使用相同的密钥进行加密和解密。AES（高级加密标准）算法是安全性的黄金标准。我们来看一个使用 CBC 模式和 PKCS5Padding 对字符串进行加密的示例。

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

fun generateAESKey(): SecretKey {    val keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES")    keyGen.init(256) // 密钥长度：128、192 或 256 位    return keyGen.generateKey()}

fun encryptAES(plainText: String, secretKey: SecretKey, iv: ByteArray): String {    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")    val ivSpec = IvParameterSpec(iv)    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, ivSpec)    val encrypted = cipher.doFinal(plainText.toByteArray())    return Base64.getEncoder().encodeToString(encrypted)}

fun decryptAES(encryptedText: String, secretKey: SecretKey, iv: ByteArray): String {    val cipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding")    val ivSpec = IvParameterSpec(iv)    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, ivSpec)    val decoded = Base64.getDecoder().decode(encryptedText)    val decrypted = cipher.doFinal(decoded)    return String(decrypted)}

fun main() {    val key = generateAESKey()    val iv = ByteArray(16) // 初始化向量（AES 为 16 字节）    // 在实际项目中，iv 应该是随机的，并与密文一起传输        val original = "你好，Kotlin！"    val encrypted = encryptAES(original, key, iv)    val decrypted = decryptAES(encrypted, key, iv)        println("原文：$original")    println("加密后：$encrypted")    println("解密后：$decrypted")}

重要提示： 初始化向量 (IV) 每次加密都应该是随机的，并与加密数据一起公开传输。切勿在生产环境中使用固定的 IV。

2. Kotlin 中的 RSA 非对称加密

RSA 使用一对密钥：公钥用于加密，私钥用于解密。这非常适合在各方之间安全传输数据。

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

fun generateRSAKeyPair(): Pair<PublicKey, PrivateKey> {    val keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA")    keyGen.initialize(2048) // 推荐的密钥大小    val keyPair = keyGen.generateKeyPair()    return Pair(keyPair.public, keyPair.private)}

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

fun decryptRSA(encryptedText: String, privateKey: PrivateKey): String {    val cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding")    cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey