河豚加密演算法
1. 概述
Blowfish加密演算法最初設計為 DES 加密演算法的替代方案，是當今最受歡迎的加密演算法之一。 Blowfish 是一種對稱金鑰分組密碼，由Bruce Schneier於 1993 年設計。此演算法的區塊大小為64位，密鑰長度為446位，優於DES和3DES演算法。
在本教程中，我們將學習如何使用 Blowfish 密碼以及 JDK 中提供的 Java 加密體系結構 (JCA) 來實現加密和解密。
2. 產生密鑰
由於 Blowfish 是一種對稱金鑰分組密碼，因此它使用相同的金鑰進行加密和解密。因此，我們將在接下來的步驟中建立一個金鑰來加密文字。此密鑰應安全保存，不應公開共享。讓我們定義密鑰：
// Generate a secret key
String secretKey = "MyKey123";
byte[] keyData = secretKey.getBytes();
// Build the SecretKeySpec using Blowfish algorithm
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(keyData, "Blowfish");接下來，我們可以繼續使用加密模式建立密碼：
// Build the cipher using Blowfish algorithm
Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");然後，我們將使用加密模式（ Cipher.ENCRYPT_MODE ）初始化密碼並使用我們的金鑰：
// Initialize cipher in encryption mode with secret key
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);3. 加密Strings
讓我們看看如何使用實例化的 Blowfish 密碼和金鑰來加密Strings:
// the text to encrypt
String secretMessage = "Secret message to encrypt";
// encrypt message
byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(secretMessage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));正如我們所看到的，密碼以位元組數組的形式為我們提供了一條加密訊息。但是，如果我們想將其儲存在資料庫中或透過 REST API 發送加密訊息，那麼使用 Base64 字母表進行編碼會更合適、更安全：
// encode with Base64 encoder
String encryptedtext = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);現在，我們得到了最終的加密文本，該文本可讀且易於處理。
4. 解密Strings
使用 Blowfish 加密演算法解密字串同樣簡單。讓我們看看它的實際效果。
首先，我們需要使用解密模式（ Cipher.DECRYPT_MODE ）以及SecretKeySpec來初始化密碼：
// Create the Blowfish Cipher
Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
// Initialize with decrypt mode & SecretKeySpec
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);接下來，我們可以使用這個密碼來解密訊息：
// decode using Base64 and decrypt the message
byte[] decrypted = cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedtext));
// convert the decrypted bytes to String
String decryptedString = new String(decrypted, StandardCharsets.UTF_8);最後，我們可以透過將結果與原始值進行比較來驗證結果，以確保解密過程正確執行：
Assertions.assertEquals(secretMessage, decrypedText);另外，我們可以注意到，我們在加密和解密過程中都使用了StandardCharsets.UTF_8字元集。這樣，我們就可以確保加密或解密始終將包含格式錯誤且不可對應的字元序列的輸入文字替換為 UTF-8 字元集的替換位元組數組。
5. 使用文件
有時，我們可能需要加密或解密整個檔案而不是單一Strings 。 Blowfish 加密演算法允許加密和解密整個檔案。讓我們來看一個建立包含一些範例內容的臨時檔案的範例：
String originalContent = "some secret text file";
Path tempFile = Files.createTempFile("temp", "txt");
writeFile(tempFile, originalContent);接下來，我們需要將內容轉換為位元組數組：
byte[] fileBytes = Files.readAllBytes(tempFile);現在，我們可以使用加密密碼對整個文件進行加密：
Cipher encryptCipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] encryptedFileBytes = encryptCipher.doFinal(fileBytes);最後，我們可以覆蓋臨時文件中的加密內容：
try (FileOutputStream stream = new FileOutputStream(tempFile.toFile())) {
stream.write(encryptedFileBytes);
}解密整個檔案是一個類似的過程。唯一的差別是改變密碼模式來進行解密：
encryptedFileBytes = Files.readAllBytes(tempFile);
Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] decryptedFileBytes = decryptCipher.doFinal(encryptedFileBytes);
try (FileOutputStream stream = new FileOutputStream(tempFile.toFile())) {
stream.write(decryptedFileBytes);
}最後，我們可以驗證文件內容是否與原始值相符：
String fileContent = readFile(tempFile);
Assertions.assertEquals(originalContent, fileContent);6. 弱點和繼任者
Blowfish 是最早不受專利保護且免費供大眾使用的安全加密演算法之一。雖然 Blowfish 演算法在加密速度方面比 DES 和 3DES 演算法表現更好，但由於其固有的設計，它存在一些限制。
Blowfish 演算法使用 64 位元區塊大小，而不是 AES 的 128 位元區塊大小。因此，這使得它容易受到生日攻擊，特別是在 HTTPS 上下文中。攻擊者已經證明他們可以利用 64 位元區塊大小密碼來執行明文恢復（透過解密密文）。此外，由於其區塊大小較小，GnuPG 等開源專案建議不要使用 Blowfish 演算法來加密大於 4 GB 的檔案。
更改新的密鑰會減慢該過程。例如，每個新密鑰都需要預處理並需要大約 4 KB 的文本，與其他分組密碼相比速度較慢。
Bruce Schneier 建議遷移到他的 Blowfish 後繼者Twofish加密演算法，該演算法的區塊大小為 128 位元。它還擁有免費許可證，可供公眾使用。
2005 年，Blowfish II 發布，它是由 Bruce Schneier 以外的人開發的。 Blowfish II 具有相同的設計，但 S 表數量是其兩倍，並且使用 64 位元整數而不是 32 位元整數。此外，它還適用於 128 位元區塊，如 AES 演算法。
高級加密標準 (AES) 是一種流行且廣泛使用的對稱金鑰加密演算法。 AES 支援不同的金鑰長度（例如 128、192 和 256 位元）來加密和解密資料。然而，其區塊大小固定為 128 位元。
七、結論
在本文中，我們了解了金鑰的產生以及如何使用 Blowfish 加密演算法加密和解密Strings 。此外，我們看到加密和解密檔案同樣簡單。最後，我們也討論了 Blowfish 的弱點和各種後繼者。
與往常一樣，本文的完整原始碼可以在 GitHub 上取得。