java基本加密算法

本文轉載自查看原文 2015-06-22 17:53 17462 java/ 數據結構與算法/ 數據結構

簡單的java加密算法有：

BASE64 嚴格地說，屬於編碼格式，而非加密算法
MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼)

1. BASE64

Base64是網絡上最常見的用於傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規范。Base64編碼可用於在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統Hibernate中，就采用了Base64來將一個較長的唯一標識符（一般為128-bit的UUID）編碼為一個字符串，用作HTTP表單和HTTP GET URL中的參數。在其他應用程序中，也常常需要把二進制數據編碼為適合放在URL（包括隱藏表單域）中的形式。此時，采用Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到。（來源百度百科）

java實現代碼：

package com.cn.單向加密;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/*
BASE64的加密解密是雙向的，可以求反解.
BASE64Encoder和BASE64Decoder是非官方JDK實現類。雖然可以在JDK里能找到並使用，但是在API里查不到。
JRE 中 sun 和 com.sun 開頭包的類都是未被文檔化的，他們屬於 java, javax 類庫的基礎，其中的實現大多數與底層平台有關，
一般來說是不推薦使用的。 
BASE64 嚴格地說，屬於編碼格式，而非加密算法 
主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder兩個類，我們只需要知道使用對應的方法即可。
另，BASE加密后產生的字節位數是8的倍數，如果不夠位數以=符號填充。 
BASE64 
按照RFC2045的定義，Base64被定義為：Base64內容傳送編碼被設計用來把任意序列的8位字節描述為一種不易被人直接識別的形式。
（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.） 
常見於郵件、http加密，截取http信息，你就會發現登錄操作的用戶名、密碼字段通過BASE64加密的。
*/


public class BASE64 {
    /**  
     * BASE64解密  
     *   
     * @param key  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {   
        return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);   
    }   
      
    /**  
     * BASE64加密  
     *   
     * @param key  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {   
        return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);   
    }  

    public static void main(String[] args) {
        
     String  str="12345678";

        try {
        String  result1= BASE64.encryptBASE64(str.getBytes());
         System.out.println("result1=====加密數據=========="+result1);
         
         
         byte  result2[]= BASE64.decryptBASE64(result1);
         String  str2=new String(result2);
         System.out.println("str2========解密數據========"+str2);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
        
        
        
    }

}

2. MD5

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用於確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一（又譯摘要算法、哈希算法），主流編程語言普遍已有MD5實現。將數據（如漢字）運算為另一固定長度值，是雜湊算法的基礎原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。廣泛用於加密和解密技術，常用於文件校驗。校驗？不管文件多大，經過MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎么用？當然是把ISO經過MD5后產生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載鏈接旁邊放着MD5的串。就是用來驗證文件是否一致的。

java實現：

package com.cn.單向加密;

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
/*
MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法) 
通常我們不直接使用上述MD5加密。通常將MD5產生的字節數組交給BASE64再加密一把，得到相應的字符串
Digest:匯編
*/
public class MD5 {
    public static final String KEY_MD5 = "MD5";   

    
    public static  String  getResult(String inputStr)
    {
        System.out.println("=======加密前的數據:"+inputStr);
        BigInteger bigInteger=null;
        
        try {
         MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
         byte[] inputData = inputStr.getBytes(); 
         md.update(inputData);   
         bigInteger = new BigInteger(md.digest());   
        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
        System.out.println("MD5加密后:" + bigInteger.toString(16));   
        return bigInteger.toString(16);
    }
    
    public static void main(String args[])
    {
        try {
             String inputStr = "簡單加密8888888888888888888";   
             getResult(inputStr);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        
    }

}

MD5算法具有以下特點：

1、壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。

2、容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。

3、抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的MD5值都有很大區別。

4、弱抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數據（即偽造數據）是非常困難的。

5、強抗碰撞：想找到兩個不同的數據，使它們具有相同的MD5值，是非常困難的。

MD5的作用是讓大容量信息在用數字簽名軟件簽署私人密鑰前被"壓縮"成一種保密的格式（就是把一個任意長度的字節串變換成一定長的十六進制數字串）。除了MD5以外，其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

3.SHA

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要適用於數字簽名標准（Digital Signature Standard DSS）里面定義的數字簽名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。對於長度小於2^64位的消息，SHA1會產生一個160位的消息摘要。該算法經過加密專家多年來的發展和改進已日益完善，並被廣泛使用。該算法的思想是接收一段明文，然后以一種不可逆的方式將它轉換成一段（通常更小）密文，也可以簡單的理解為取一串輸入碼（稱為預映射或信息），並把它們轉化為長度較短、位數固定的輸出序列即散列值（也稱為信息摘要或信息認證代碼）的過程。散列函數值可以說是對明文的一種“指紋”或是“摘要”所以對散列值的數字簽名就可以視為對此明文的數字簽名。

java實現：

package com.cn.單向加密;


import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;

/*
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法），數字簽名等密碼學應用中重要的工具，
被廣泛地應用於電子商務等信息安全領域。雖然，SHA與MD5通過碰撞法都被破解了， 
但是SHA仍然是公認的安全加密算法，較之MD5更為安全*/
public class SHA {
     public static final String KEY_SHA = "SHA";   


    public static  String  getResult(String inputStr)
    {
        BigInteger sha =null;
        System.out.println("=======加密前的數據:"+inputStr);
        byte[] inputData = inputStr.getBytes();   
        try {
             MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  
             messageDigest.update(inputData);
             sha = new BigInteger(messageDigest.digest());   
             System.out.println("SHA加密后:" + sha.toString(32));   
        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
        return sha.toString(32);
    }
    
    public static void main(String args[])
    {
        try {
             String inputStr = "簡單加密";   
             getResult(inputStr);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        
    }
    
}

SHA-1與MD5的比較

因為二者均由MD4導出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：

l 對強行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區別是SHA-1摘要比MD5摘要長32 位。使用強行技術，產生任何一個報文使其摘要等於給定報摘要的難度對MD5是2^128數量級的操作，而對SHA-1則是2^160數量級的操作。這樣，SHA-1對強行攻擊有更大的強度。

l 對密碼分析的安全性：由於MD5的設計，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。

l 速度：在相同的硬件上，SHA-1的運行速度比MD5慢。

4.HMAC

HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基於密鑰的Hash算法的認證協議。消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑒別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊，即MAC，並將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。

java實現代碼：

package com.cn.單向加密;
/*
HMAC 
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基於密鑰的Hash算法的認證協議。
消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑒別消息的完整性。
使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊，
即MAC，並將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。*/
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.cn.comm.Tools;
  
/**  
 * 基礎加密組件  
 */  
public abstract class HMAC {   
    public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";   
  
    /**  
     * 初始化HMAC密鑰  
     *   
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static String initMacKey() throws Exception {   
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);   
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();   
        return BASE64.encryptBASE64(secretKey.getEncoded());   
    }   
  
    /**  
     * HMAC加密  ：主要方法
     *   
     * @param data  
     * @param key  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static String encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {   
  
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(BASE64.decryptBASE64(key), KEY_MAC);   
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());   
        mac.init(secretKey);   
        return new String(mac.doFinal(data));   
  
    }   
    
    
    
    
    public static  String  getResult1(String inputStr)
    {
        String path=Tools.getClassPath();
        String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt";
        System.out.println("=======加密前的數據:"+inputStr);
        String  result=null;
        try {
            byte[] inputData = inputStr.getBytes(); 
            String key = HMAC.initMacKey(); /*產生密鑰*/  
            System.out.println("Mac密鑰:===" + key);  
            /*將密鑰寫文件*/
            Tools.WriteMyFile(fileSource,key);
            result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key);
            System.out.println("HMAC加密后:===" + result); 
        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}  
       return result.toString();
    }
    
    public static  String  getResult2(String inputStr)
    {
        System.out.println("=======加密前的數據:"+inputStr);
         String path=Tools.getClassPath();
         String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt";
         String key=null;;
        try {
             /*將密鑰從文件中讀取*/
             key=Tools.ReadMyFile(fileSource);
             System.out.println("getResult2密鑰:===" + key);  
        } catch (Exception e1) {
            e1.printStackTrace();}
        String  result=null;
        try {
            byte[] inputData = inputStr.getBytes();  
            /*對數據進行加密*/
            result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key);
            System.out.println("HMAC加密后:===" + result); 
        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}  
       return result.toString();
    }
    


    public static void main(String args[])
    {
        try {
             String inputStr = "簡單加密"; 
             /*使用同一密鑰：對數據進行加密：查看兩次加密的結果是否一樣*/
             getResult1(inputStr); 
             getResult2(inputStr);
             
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        
    }
    
}

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