Java 語言實現 MD5 加密

背景說明

在實際項目中，為了安全性考慮，經常要求賬號密碼是以加密后的密文形式，保存到數據庫中。

這樣，即使有人獲取到了數據庫中的密文密碼，也不知道明文密碼信息是什么，從而防止系統被惡意訪問。

密碼加密有很多種方式，比如：Base64，DSA，RSA，MD5，SHA128，SHA256，SHA512等加密方式。

本文主要講述 MD5 加密方式。

MD5 簡介

MD5 消息摘要算法（英文：MD5 Message-Digest Algorithm），一種被廣泛使用的密碼散列函數，可以產生出一個128位（16字節）的散列值（hash value），用於確保信息傳輸完整一致。

MD5由美國密碼學家羅納德·李維斯特（Ronald Linn Rivest）設計，於1992年公開，用以取代MD4算法。

MD5應用

1、數據加密

利用它的單向加密性，即不可逆性，我們可以應用於數據和密碼的加密。

由於MD5算法的單向性，由MD5碼計算出原文幾乎是不可能的。目前對於這種加密方法的破解方式是收集常用的密碼形式，例如生日，身份證號，電話號碼等。把這些收集到的秘密用MD5處理之后進行存儲，然后與需要還原的MD5進行比對，當收集的數據達到一定的數目，用戶密碼被破解的可能性就會變得很大。

對於這種方法，一種加強安全性的方法就是在對用戶密碼進行MD5處理的時候在原密碼上加一個附近值，例如原密碼為“password”，處理的時候變為“passworddrowssap”，經過這樣的處理之后可以有效降低密碼被破解的可能性。

2、確認文件是否被篡改

每個文件都可以計算出一個特定的 MD5 值。

比如，我們上傳一個文件到服務器上，可以同時計算出該文件對應的 MD5 值；

在文件下載的時候，通過再次計算該文件的 MD5 值。

如果兩個MD5值相同，說明文件沒有變化，否則，說明文件被修改過。

Java 語言實現 MD5 加密

通過Java編寫程序，實現對任意字符串進行 MD5 加密。

1、第一版代碼（初始版）

代碼如下：

package com.miracle.luna.md5;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

/**
 * Created by Miracle Luna on 2019/11/18
 */
public class Md5UtilOriginal {

    /**
     * 將數據進行 MD5 加密，並以16進制字符串格式輸出
     * @param data
     * @return
     */
    public static String md5(String data) {
        try {
            byte[] md5 = md5(data.getBytes("utf-8"));
            return toHexString(md5);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }

    /**
     * 將字節數組進行 MD5 加密
     * @param data
     * @return
     */
    public static byte[] md5(byte[] data) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5");
            return md.digest(data);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return new byte[]{};
    }

    /**
     * 將加密后的字節數組，轉換成16進制的字符串
     * @param md5
     * @return
     */
    private static String toHexString(byte[] md5) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        System.out.println("md5.length: " + md5.length);
        for (byte b : md5) {
            sb.append(Integer.toHexString(b & 0xff));
        }
        return sb.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String password = "password";
        String md5HexStr = md5(password);
        System.out.println("==> MD5 加密前: " + password);
        System.out.println("==> MD5 加密后: " + md5HexStr);
    }
}

運行結果如下：

md5.length: 16
==> MD5 加密前: password
==> MD5 加密后: 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99

2、第二版代碼（精簡版）

代碼如下：

package com.miracle.luna.md5;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

/**
 * Created by Miracle Luna on 2019/11/18
 */
public class Md5UtilSimple {

    /**
     * 將數據進行 MD5 加密，並以16進制字符串格式輸出
     * @param data
     * @return
     */
    public static String md5(String data) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5");
            byte[] md5 = md.digest(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

            // 將字節數據轉換為十六進制
            for (byte b : md5) {
                sb.append(Integer.toHexString(b & 0xff));
            }
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return sb.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        String password = "password";
        String md5HexStr = md5(password);
        System.out.println("==> MD5 加密前: " + password);
        System.out.println("==> MD5 加密后: " + md5HexStr);
    }
}

運行結果如下：

==> MD5 加密前: password
==> MD5 加密后: 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99

3、第三版代碼（最終優化版）

代碼如下：

package com.miracle.luna.md5;

// 此處需要引入 commons-codec-1.13.jar
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

/**
 * Created by Miracle Luna on 2019/11/18
 */
public class Md5Util {

    /**
     * 將數據進行 MD5 加密，並以16進制字符串格式輸出
     * @param data
     * @return
     */
    public static String md5(String data) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            return Hex.encodeHexString(md.digest(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "";
    }

    public static void main(String[] args) {
        String password = "password";
        String md5HexStr = md5(password);
        System.out.println("==> MD5 加密前: " + password);
        System.out.println("==> MD5 加密后: " + md5HexStr);
    }
}

運行結果如下：

==> MD5 加密前: password
==> MD5 加密后: 5f4dcc3b5aa765d61d8327deb882cf99


commons-codec-1.13.jar 的 pom 引用如下：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-codec/commons-codec -->
        <dependency>
            <groupId>commons-codec</groupId>
            <artifactId>commons-codec</artifactId>
            <version>1.13</version>
        </dependency>