加密技术<1>

来源：互联网发布：steam登录网络错误编辑：程序博客网时间：2024/06/03 22:50

参考文章 Java加密技术（一）——BASE64与单向加密算法MD5&SHA&MAC

介绍一些Java已经实现的一些加密解密算法

基本的单向加密算法：

BASE64 严格地说，属于编码格式，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，散列消息鉴别码)

复杂的对称加密（DES、PBE）、非对称加密算法：

DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)
PBE(Password-based encryption，基于密码验证)
RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
DH(Diffie-Hellman算法，密钥一致协议)
DSA(Digital Signature Algorithm，数字签名)
ECC(Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学)

本篇内容简要介绍BASE64、MD5、SHA、HMAC几种方法。MD5、SHA、HMAC这三种加密算法，可谓是非可逆加密，就是不可解密的加密方法。我们通常只把他们作为加密的基础。单纯的以上三种的加密并不可靠。

BASE64

Base64被定义为：Base64内容传送编码被设计用来把任意序列的8位字节描述为一种不易被人直接识别的形式。

/**  * 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);  }

主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder两个类，我们只需要知道使用对应的方法即可。另，BASE加密后产生的字节位数是8的倍数，如果不够位数以=符号填充。

MD5

MD5 – message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）缩写，广泛用于加密和解密技术，常用于文件校验。校验？不管文件多大，经过MD5后都能生成唯一的MD5值。好比现在的ISO校验，都是MD5校验。怎么用？当然是把ISO经过MD5后产生MD5的值。一般下载linux-ISO的朋友都见过下载链接旁边放着MD5的串。就是用来验证文件是否一致的。

/**  * MD5加密  *   * @param data  * @return  * @throws Exception  */  public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {      MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);      md5.update(data);      return md5.digest();  }

通常我们不直接使用上述MD5加密。通常将MD5产生的字节数组交给BASE64再加密一把，得到相应的字符串。

SHA

SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法），数字签名等密码学应用中重要的工具，被广泛地应用于电子商务等信息安全领域。虽然，SHA与MD5通过碰撞法都被破解了，但是SHA仍然是公认的安全加密算法，较之MD5更为安全。

 /**      * SHA加密      *       * @param data      * @return      * @throws Exception      */      public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {          MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);          sha.update(data);          return sha.digest();      }  }

HMAC

HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码，基于密钥的Hash算法的认证协议。消息鉴别码实现鉴别的原理是，用公开函数和密钥产生一个固定长度的值作为认证标识，用这个标识鉴别消息的完整性。使用一个密钥生成一个固定大小的小数据块，即MAC，并将其加入到消息中，然后传输。接收方利用与发送方共享的密钥进行鉴别认证等。

/**  * 初始化HMAC密钥  *   * @return  * @throws Exception  */  public static String initMacKey() throws Exception {      KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);      SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();      return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  }  /**  * HMAC加密  *   * @param data  * @param key  * @return  * @throws Exception  */  public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {      SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);      Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());      mac.init(secretKey);      return mac.doFinal(data);  }

给出一个完整类，如下：

import java.security.MessageDigest;  import javax.crypto.KeyGenerator;  import javax.crypto.Mac;  import javax.crypto.SecretKey;  import sun.misc.BASE64Decoder;  import sun.misc.BASE64Encoder;  /**  * 基础加密组件  *   * @author 梁栋  * @version 1.0  * @since 1.0  */  public abstract class Coder {      public static final String KEY_SHA = "SHA";      public static final String KEY_MD5 = "MD5";      /**      * MAC算法可选以下多种算法      *       * <pre>      * HmacMD5       * HmacSHA1       * HmacSHA256       * HmacSHA384       * HmacSHA512      * </pre>      */      public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";      /**      * 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);      }      /**      * MD5加密      *       * @param data      * @return      * @throws Exception      */      public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {          MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);          md5.update(data);          return md5.digest();      }      /**      * SHA加密      *       * @param data      * @return      * @throws Exception      */      public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {          MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);          sha.update(data);          return sha.digest();      }      /**      * 初始化HMAC密钥      *       * @return      * @throws Exception      */      public static String initMacKey() throws Exception {          KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);          SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();          return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());      }      /**      * HMAC加密      *       * @param data      * @param key      * @return      * @throws Exception      */      public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {          SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);          Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());          mac.init(secretKey);          return mac.doFinal(data);      }  }

再给出一个测试类：

import static org.junit.Assert.*;  import org.junit.Test;  /**  *   * @author 梁栋  * @version 1.0  * @since 1.0  */  public class CoderTest {      @Test      public void test() throws Exception {          String inputStr = "简单加密";          System.err.println("原文:\n" + inputStr);          byte[] inputData = inputStr.getBytes();          String code = Coder.encryptBASE64(inputData);          System.err.println("BASE64加密后:\n" + code);          byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);          String outputStr = new String(output);          System.err.println("BASE64解密后:\n" + outputStr);          // 验证BASE64加密解密一致性          assertEquals(inputStr, outputStr);          // 验证MD5对于同一内容加密是否一致          assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder                  .encryptMD5(inputData));          // 验证SHA对于同一内容加密是否一致          assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder                  .encryptSHA(inputData));          String key = Coder.initMacKey();          System.err.println("Mac密钥:\n" + key);          // 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致          assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(                  inputData, key));          BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));          System.err.println("MD5:\n" + md5.toString(16));          BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));          System.err.println("SHA:\n" + sha.toString(32));          BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));          System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));      }  }

控制台输出：

原文:  简单加密  BASE64加密后:  566A5Y2V5Yqg5a+G  BASE64解密后:  简单加密  Mac密钥:  uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke  pBIpkd7QHg==  MD5:  -550b4d90349ad4629462113e7934de56  SHA:  91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn  HMAC:  2287d192387e95694bdbba2fa941009a

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