Java MD5和SHA256等常用加密算法

前言

我們在做java項目開發的時候，在前后端接口分離模式下，接口信息需要加密處理，做簽名認證，還有在用戶登錄信息密碼等也都需要數據加密。信息加密是現在幾乎所有項目都需要用到的技術，身份認證、單點登陸、信息通訊、支付交易等場景中經常會需要用到加密算法，所謂加密算法，就是將原本的明文通過一系列算法操作變成密文。

1. BASE 嚴格地說，屬於編碼格式，而非加密算法
   MD(Message Digest algorithm ，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)

2. 加密算法中SHA1、SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512，其中SHA-224、SHA-256、SHA-384，和SHA-512我們可以統稱為SHA2加密算法

3. SHA加密算法的安全性要比MD5更高，而SHA2加密算法比SHA1的要高。其中SHA后面的數字表示的是加密后的字符串長度，SHA1默認會產生一個160位的信息摘要。

MD5

MD5信息摘要算法（英語：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算法有以下特點：

1. 壓縮性：無論數據長度是多少，計算出來的MD5值長度相同

2. 容易計算性：由原數據容易計算出MD5值

3. 抗修改性：即便修改一個字節，計算出來的MD5值也會巨大差異

4. 抗碰撞性：知道數據和MD5值，很小概率找到相同MD5值相同的原數據

准確來講，MD5不是一種加密算法，而是一種摘要算法，MD5能將明文輸出為128bits的字符串，這個字符串是無法再被轉換成明文的。網上一些MD5解密網站也只是保存了一些字符串對應的md5串，通過已經記錄的md5串來找出原文。

我做過的幾個項目中經常見到MD5用在加密上的場景。比如對密碼的加密，生成一個密碼后，使用MD5生成一個128位字符串保存在數據庫中，用戶輸入密碼后也先生成MD5串，再去數據庫里比較。因此我們在找回密碼時是無法得到原來的密碼的，因為明文密碼根本不會被保存。

SHA系列

1. 安全散列算法（英語：Secure Hash Algorithm，縮寫為SHA）是一個密碼散列函數家族，是FIPS所認證的安全散列算法。能計算出一個數字消息所對應到的，長度固定的字符串（又稱消息摘要）的算法。且若輸入的消息不同，它們對應到不同字符串的機率很高。
2. 2005年8月17日的CRYPTO會議尾聲中王小雲、姚期智、姚儲楓再度發表更有效率的SHA-1攻擊法，能在2的63次方個計算復雜度內找到碰撞。

也就是說SHA-1加密算法有碰撞的可能性，雖然很小。

HMAC

1. HMAC是密鑰相關的哈希運算消息認證碼（Hash-based Message Authentication Code）的縮寫，由H.Krawezyk，M.Bellare，R.Canetti於1996年提出的一種基於Hash函數和密鑰進行消息認證的方法，並於1997年作為RFC2104被公布，並在IPSec和其他網絡協議（如SSL）中得以廣泛應用，現在已經成為事實上的Internet安全標准。它可以與任何迭代散列函數捆綁使用。
2. HMAC算法更像是一種加密算法，它引入了密鑰，其安全性已經不完全依賴於所使用的Hash算法

如果要使用加密，推薦使用SHA256、SHA384、SHA512以及HMAC-SHA256、HMAC-SHA384、HMAC-SHA512這幾種算法。

對稱加密算法

1. 對稱加密算法是應用比較早的算法，在數據加密和解密的時用的都是同一個密鑰，這就造成了密鑰管理困難的問題。常見的對稱加密算法有DES、3DES、AES128、AES192、AES256 (默認安裝的 JDK 尚不支持 AES256，需要安裝對應的 jce 補丁進行升級 jce1.7，jce1.8)。其中AES后面的數字代表的是密鑰長度。對稱加密算法的安全性相對較低，比較適用的場景就是內網環境中的加解密。

2. 所謂對稱加密，就是通過密鑰加密后可以再通過密鑰解密。我接觸過的某個國企現在內部就是采用AES的方式實現集成登陸。第三方系統提供一個接收用戶信息的接口，該國企將用戶信息AES加密后通過這個接口傳遞給第三方系統，第三方系統自行實現登陸操作。這里需要注意的是密鑰十分重要，如果密鑰丟失，就有信息泄漏的風險。

加密鹽

1. 加密鹽也是比較常聽到的一個概念，鹽就是一個隨機字符串用來和我們的加密串拼接后進行加密。

2. 加鹽主要是為了提供加密字符串的安全性。假如有一個加鹽后的加密串，黑客通過一定手段這個加密串，他拿到的明文，並不是我們加密前的字符串，而是加密前的字符串和鹽組合的字符串，這樣相對來說又增加了字符串的安全性。

在線加密網站

1. 站長工具
2. 在線加密
3. Java開發加密解密工具類看我這一篇文章

總結

比較推薦的幾個加密算法有：

1. 不可逆加密：SHA256、SHA384、SHA512以及HMAC-SHA256、HMAC-SHA384、HMAC-SHA512

2. 對稱加密算法：AES、3DES

3. 非對稱加密算法：RSA

參考

1. 常用的加密算法
2. 淺析五種最常用的Java加密算法
3. https://juejin.cn/post/6844903638117122056#heading-3