Cifrar Flujo de Datos

Necesidad

Se requiere cifrar un flujo de datos mediante el uso de un algoritmo de cifrado simétrico.

Contexto

A continuación se describen las circunstancias bajo las cuales la siguiente solución tiene sentido:

Se dispone de un compilador estándar de Java.

Solución

A través de toda la historia las personas siempre han tenido la necesidad de ocultar o resguardar la información importante ya que el conocimiento de la misma por parte de quien no debe, podría o, mejor dicho, puede acarrear consecuencias nefastas.

A partir de dicha necesidad surge la criptografía. Se conoce por criptografía a las técnicas de cifrado o codificado destinadas a alterar las representaciones lingüísticas de ciertos mensajes con el fin de hacerlos ininteligibles, es decir, ilegibles a receptores no autorizados.

Por otro lado y de manera general, se define como flujo de datos al movimiento que tienen estos en determinado sistema. Es decir, el proceso que sigue la información desde que entra al sistema hasta que sale.

Entendido lo anterior, en esta solución miraremos la manera de proteger el flujo de datos mediante el uso de un algoritmo de cifrado simétrico.

Para proteger el flujo de datos y con el objetivo de cifrar y descifrar los datos entrantes a un sistema, Java proporciona la clase javax.crypto.CipherInputStream. De igual manera, para cifrar y descifrar los datos salientes, se usa la clase javax.crypto.CipherOutputStream.

Para cifrar y descifrar un flujo de datos, se deben importar las siguientes clases.

cli.java

import java.io.IOException;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;

Entre las clases importadas, aquellas terminadas en Exception, representan excepciones que podrían ocurrir durante el proceso. Estas excepciones deben ser controladas por las clases que consuman el servicio de cifrado simétrico.
Además, las clases javax.crypto.KeyGenerator y javax.crypto.SecretKey serán utilizadas para generar la clave secreta con la cual se va a cifrar y descifrar la información.

Para generar dicha clave se debe invocar el método estático getInstance de la clase KeyGenerator. Posteriormente, se establece el tamaño de clave y se genera la misma.

class CLI {
  public static void main(String args[]) throws NoSuchAlgorithmException,
    NoSuchPaddingException, BadPaddingException, InvalidKeyException,
      IllegalBlockSizeException, IOException {
        String filename = "./CLI.java";
        String algorithm = "AES";
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(algorithm);
        keyGenerator.init(256);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();

Para cifrar la información se debe establecer el modo de operación ENCRYPT_MODE.

Cipher encrypter = Cipher.getInstance(algorithm);
encrypter.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

Se establece el flujo de datos. En este caso se accederá al contenido de la clase para luego cifrarlo y escribir el contenido cifrado en un archivo llamado CLI.java.crypted.

FileInputStream fis = new FileInputStream(filename);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filename + ".crypted");
CipherOutputStream cos = new CipherOutputStream(fos, encrypter);
byte[] b = new byte[8];
int i = fis.read(b);
while (i != -1) {
  cos.write(b, 0, i);
  i = fis.read(b);
}
cos.close();

Para descifrar la información se debe establecer el modo de operación DECRYPT_MODE pasándole como parámetro la misma clave secreta que se utilizó para cifrar el contenido.
```
Cipher decrypter = Cipher.getInstance(algorithm);
decrypter.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
```

Se establece el flujo de datos. En este caso se va a acceder al contenido cifrado del archivo CLI.java.crypted, para luego descifrarlo y escribir el contenido en texto plano en un archivo llamado CLI.java.decrypted.

  CipherInputStream cis;
  fis = new FileInputStream(filename + ".crypted");
  cis = new CipherInputStream(fis, decrypter);
  fos = new FileOutputStream(filename + ".decrypted");
  b = new byte[8];
  i = cis.read(b);
  while (i != -1) {
    fos.write(b, 0, i);
    i = cis.read(b);
  }
  cis.close();
  }
}

Descargas

Puedes descargar el código fuente pulsando en el siguiente enlace:

CLI.java Clase CLI.

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Referencias