概述
Blowfish加密算法最初被设计为DES加密算法的一种替代方案，如今已成为当今最流行的加密算法之一。Blowfish是由布鲁斯·施奈尔（Bruce Schneier）于1993年设计的一款对称密钥块密码。它的块大小为64位，密钥长度为446位，这比DES和3DES算法更为出色。
在这个教程中，我们将学习如何使用Java Development Kit（JDK）中的Java Cryptography Architecture（JCA）实现Blowfish加密算法的加密和解密操作。
生成密钥
由于Blowfish是基于对称密钥的块密码，所以它在加密和解密时使用同一密钥。接下来，我们将创建一个秘密密钥来加密文本。这个密钥需要安全保存，不应公开分享。让我们定义这个密钥：
// Generate a secret key
String secretKey = "MyKey123";
byte[] keyData = secretKey.getBytes();
// Build the SecretKeySpec using Blowfish algorithm
SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(keyData, "Blowfish");
然后，我们可以继续构建加密模式的密码：
// Build the cipher using Blowfish algorithm
Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
接着，我们初始化密码，使用加密模式（Cipher.ENCRYPT_MODE），并利用我们的秘密密钥：
// Initialize cipher in encryption mode with secret key
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
加密字符串
现在，让我们看看如何使用带有秘密密钥的实例化Blowfish密码来加密字符串：
// the text to encrypt
String secretMessage = "Secret message to encrypt";
// encrypt message
byte[] encryptedBytes = cipher.doFinal(secretMessage.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
如你所见，密码将给我们一个以字节数组形式的加密消息。然而，为了存储在数据库或通过REST API发送，我们通常会更合适、更安全地使用Base64编码：
// encode with Base64 encoder
String encryptedtext = Base64.getEncoder().encodeToString(encryptedBytes);
现在，我们得到了最终的加密文本，既可读又便于处理。
解密字符串
使用Blowfish加密算法解密字符串同样简单。让我们来看看实际操作。
首先，我们需要用解密模式（Cipher.DECRYPT_MODE）初始化密码，并配合SecretKeySpec：
// Create the Blowfish Cipher
Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
// Initialize with decrypt mode & SecretKeySpec
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
接下来，我们可以使用这个密码来解密信息：
// 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);
最后，我们可以通过比较解密后的结果与原始值来验证解密过程是否正确：
Assertions.assertEquals(secretMessage, decrypedText);
此外，我们注意到在加密和解密过程中都使用了StandardCharsets.UTF_8字符集。这样可以确保输入文本中的不规范和不可映射的字符序列始终被替换为UTF-8字符集的替换字节数组。
处理文件
有时，我们可能需要加密或解密整个文件，而不仅仅是单独的字符串。Blowfish加密算法支持整文件的加密和解密。以下是一个示例，用于创建包含样本内容的临时文件：
String originalContent = "some secret text file";
Path tempFile = Files.createTempFile("temp", "txt");
writeFile(tempFile, originalContent);
接下来，我们需要将内容转换为字节数组：
byte[] fileBytes = Files.readAllBytes(tempFile);
现在，我们可以使用加密密码对整个文件进行加密：
Cipher encryptCipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
byte[] encryptedFileBytes = encryptCipher.doFinal(fileBytes);
最后，我们将加密内容写回临时文件：
try (FileOutputStream stream = new FileOutputStream(tempFile.toFile())) {
stream.write(encryptedFileBytes);
}
解密整个文件的过程类似，唯一的区别是切换到解密模式：
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);
}
最后，我们可以验证文件内容是否与原始值匹配：
String fileContent = readFile(tempFile);
Assertions.assertEquals(originalContent, fileContent);
弱点与后续发展
Blowfish是首批不受专利保护且可供公众使用的安全加密算法之一。尽管在加密速度上，Blowfish算法优于DES和3DES，但由于其固有的设计，仍存在一些局限性。
Blowfish算法的块大小为64位，而AES的块大小为128位，这使其容易受到生日攻击的影响，特别是在HTTPS环境中。攻击者已经展示过，他们可以利用64位块大小的密码执行明文恢复（通过解密密文）。此外，由于其小的块大小，如GnuPG这样的开源项目建议不要使用Blowfish算法来加密大于4GB的文件。
更换新的密钥会减慢进程。例如，每个新密钥都需要预处理，并消耗大约4KB的文本，这比其他块密码要慢。
布鲁斯·施奈尔推荐迁移到他的Blowfish后继者——Twofish加密算法，该算法具有128位的块大小。它也具有免费许可，可供公众使用。
2005年，由其他人开发的Blowfish II发布，它继承了Blowfish的设计，但S表的数量翻了一倍，并使用64位整数代替32位整数。此外，它像AES算法一样以128位块工作。
高级加密标准（AES）是一种流行且广泛使用的对称密钥加密算法，支持128位、192位和256位等多种密钥长度来加密和解密数据。然而，其块大小固定为128位。
总结
在这篇文章中，我们了解了如何生成密钥以及使用Blowfish加密算法加密和解密字符串。我们也看到加密和解密文件同样简单。最后，我们讨论了Blowfish的弱点及其后续发展。
如往常一样，文章的完整源代码可以在GitHub上找到：GitHub链接。