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java常見加密方式介紹

本文轉載自   查看原文   2016-11-22 14:26   1414 

詳見：http://blog.yemou.net/article/query/info/tytfjhfascvhzxcyt260

 

本篇內容簡要介紹BASE64、MD5、SHA、HMAC幾種加密算法。 
    BASE64編碼算法不算是真正的加密算法。 
    MD5、SHA、HMAC這三種加密算法，可謂是非可逆加密，就是不可解密的加密方法，我們稱之為單向加密算法。我們通常只把他們作為加密的基礎。單純的以上三種的加密並不可靠。 

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。 



通過java代碼實現如下：

Java代碼  收藏代碼

  1. /** 

  2.  * BASE64解密 

  3.  *  

  4.  * @param key 

  5.  * @return 

  6.  * @throws Exception 

  7.  */  

  8. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {  

  9.     return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);  

  10. }  

  11.   

  12. /** 

  13.  * BASE64加密 

  14.  *  

  15.  * @param key 

  16.  * @return 

  17.  * @throws Exception 

  18.  */  

  19. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {  

  20.     return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);  

  21. }  


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。 

MD5 
MD5 -- message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）縮寫，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。 



通過java代碼實現如下：

Java代碼 復制代碼

Java代碼  收藏代碼

  1. /** 

  2.  * MD5加密 

  3.  *  

  4.  * @param data 

  5.  * @return 

  6.  * @throws Exception 

  7.  */  

  8. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {  

  9.   

  10.     MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);  

  11.     md5.update(data);  

  12.   

  13.     return md5.digest();  

  14.   

  15. }  



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。 

SHA 
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。



通過java代碼實現如下：

Java代碼 復制代碼

Java代碼  收藏代碼

  1.     /** 

  2.      * SHA加密 

  3.      *  

  4.      * @param data 

  5.      * @return 

  6.      * @throws Exception 

  7.      */  

  8.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {  

  9.   

  10.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  

  11.         sha.update(data);  

  12.   

  13.         return sha.digest();  

  14.   

  15.     }  

  16. }  



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。 



通過java代碼實現如下：

Java代碼 復制代碼

Java代碼  收藏代碼

  1. /** 

  2.  * 初始化HMAC密鑰 

  3.  *  

  4.  * @return 

  5.  * @throws Exception 

  6.  */  

  7. public static String initMacKey() throws Exception {  

  8.     KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);  

  9.   

  10.     SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();  

  11.     return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  

  12. }  

  13.   

  14. /** 

  15.  * HMAC加密 

  16.  *  

  17.  * @param data 

  18.  * @param key 

  19.  * @return 

  20.  * @throws Exception 

  21.  */  

  22. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {  

  23.   

  24.     SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);  

  25.     Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());  

  26.     mac.init(secretKey);  

  27.   

  28.     return mac.doFinal(data);  

  29.   

  30. }  



給出一個完整類，如下：

Java代碼 復制代碼

Java代碼  收藏代碼

  1. import java.security.MessageDigest;  

  2.   

  3. import javax.crypto.KeyGenerator;  

  4. import javax.crypto.Mac;  

  5. import javax.crypto.SecretKey;  

  6.   

  7. import sun.misc.BASE64Decoder;  

  8. import sun.misc.BASE64Encoder;  

  9.   

  10. /** 

  11.  * 基礎加密組件 

  12.  *  

  13.  * @author 

  14.  * @version 1.0 

  15.  * @since 1.0 

  16.  */  

  17. public abstract class Coder {  

  18.     public static final String KEY_SHA = "SHA";  

  19.     public static final String KEY_MD5 = "MD5";  

  20.   

  21.     /** 

  22.      * MAC算法可選以下多種算法 

  23.      *  

  24.      * <pre> 

  25.      * HmacMD5  

  26.      * HmacSHA1  

  27.      * HmacSHA256  

  28.      * HmacSHA384  

  29.      * HmacSHA512 

  30.      * </pre> 

  31.      */  

  32.     public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";  

  33.   

  34.     /** 

  35.      * BASE64解密 

  36.      *  

  37.      * @param key 

  38.      * @return 

  39.      * @throws Exception 

  40.      */  

  41.     public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {  

  42.         return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);  

  43.     }  

  44.   

  45.     /** 

  46.      * BASE64加密 

  47.      *  

  48.      * @param key 

  49.      * @return 

  50.      * @throws Exception 

  51.      */  

  52.     public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {  

  53.         return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);  

  54.     }  

  55.   

  56.     /** 

  57.      * MD5加密 

  58.      *  

  59.      * @param data 

  60.      * @return 

  61.      * @throws Exception 

  62.      */  

  63.     public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {  

  64.   

  65.         MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);  

  66.         md5.update(data);  

  67.   

  68.         return md5.digest();  

  69.   

  70.     }  

  71.   

  72.     /** 

  73.      * SHA加密 

  74.      *  

  75.      * @param data 

  76.      * @return 

  77.      * @throws Exception 

  78.      */  

  79.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {  

  80.   

  81.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  

  82.         sha.update(data);  

  83.   

  84.         return sha.digest();  

  85.   

  86.     }  

  87.   

  88.     /** 

  89.      * 初始化HMAC密鑰 

  90.      *  

  91.      * @return 

  92.      * @throws Exception 

  93.      */  

  94.     public static String initMacKey() throws Exception {  

  95.         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);  

  96.   

  97.         SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();  

  98.         return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  

  99.     }  

  100.   

  101.     /** 

  102.      * HMAC加密 

  103.      *  

  104.      * @param data 

  105.      * @param key 

  106.      * @return 

  107.      * @throws Exception 

  108.      */  

  109.     public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {  

  110.   

  111.         SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);  

  112.         Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());  

  113.         mac.init(secretKey);  

  114.   

  115.         return mac.doFinal(data);  

  116.   

  117.     }  

  118. }  



再給出一個測試類：

Java代碼  收藏代碼

  1. import static org.junit.Assert.*;  

  2.   

  3. import org.junit.Test;  

  4.   

  5. /** 

  6.  *  

  7.  * @author 

  8.  * @version 1.0 

  9.  * @since 1.0 

  10.  */  

  11. public class CoderTest {  

  12.   

  13.     @Test  

  14.     public void test() throws Exception {  

  15.         String inputStr = "簡單加密";  

  16.         System.err.println("原文:\n" + inputStr);  

  17.   

  18.         byte[] inputData = inputStr.getBytes();  

  19.         String code = Coder.encryptBASE64(inputData);  

  20.   

  21.         System.err.println("BASE64加密后:\n" + code);  

  22.   

  23.         byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);  

  24.   

  25.         String outputStr = new String(output);  

  26.   

  27.         System.err.println("BASE64解密后:\n" + outputStr);  

  28.   

  29.         // 驗證BASE64加密解密一致性  

  30.         assertEquals(inputStr, outputStr);  

  31.   

  32.         // 驗證MD5對於同一內容加密是否一致  

  33.         assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder  

  34.                 .encryptMD5(inputData));  

  35.   

  36.         // 驗證SHA對於同一內容加密是否一致  

  37.         assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder  

  38.                 .encryptSHA(inputData));  

  39.   

  40.         String key = Coder.initMacKey();  

  41.         System.err.println("Mac密鑰:\n" + key);  

  42.   

  43.         // 驗證HMAC對於同一內容，同一密鑰加密是否一致  

  44.         assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(  

  45.                 inputData, key));  

  46.   

  47.         BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));  

  48.         System.err.println("MD5:\n" + md5.toString(16));  

  49.   

  50.         BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));  

  51.         System.err.println("SHA:\n" + sha.toString(32));  

  52.   

  53.         BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));  

  54.         System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));  

  55.     }  

  56. }  



控制台輸出：

Console代碼  收藏代碼

  1. 原文:  

  2. 簡單加密  

  3. BASE64加密后:  

  4. 566A5Y2V5Yqg5a+G  

  5.   

  6. BASE64解密后:  

  7. 簡單加密  

  8. Mac密鑰:  

  9. uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke  

  10. pBIpkd7QHg==  

  11.   

  12. MD5:  

  13. -550b4d90349ad4629462113e7934de56  

  14. SHA:  

  15. 91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn  

  16. HMAC:  

  17. 2287d192387e95694bdbba2fa941009a  



    BASE64的加密解密是雙向的，可以求反解。 
    MD5、SHA以及HMAC是單向加密，任何數據加密后只會產生唯一的一個加密串，通常用來校驗數據在傳輸過程中是否被修改。其中HMAC算法有一個密鑰，增強了數據傳輸過程中的安全性，強化了算法外的不可控因素。
    單向加密的用途主要是為了校驗數據在傳輸過程中是否被修改。


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