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加密算法中BASE64、MD5、SHA、HMAC等之間的區別

本文轉載自   查看原文   2016-12-08 14:36   2413 
http://blog.csdn.net/lplj717/article/details/51828692
根據項目需要了解了一下幾種加密算法（參考其他博客），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]  view plain  copy
 
 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  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]  view plain  copy
 
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  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]  view plain  copy
 
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  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]  view plain  copy
 
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  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]  view plain  copy
 
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  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 梁棟  
  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]  view plain  copy
 
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  1. import static org.junit.Assert.*;    
  2.     
  3. import org.junit.Test;    
  4.     
  5. /**  
  6.  *   
  7.  * @author 梁棟  
  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：

 

 

[java]  view plain  copy
 
 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  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    


 

 
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