Java中4大基本加密算法解析

簡單的java加密算法有：

  1. BASE64 嚴格地說，屬于編碼格式，而非加密算法
  2. MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
  3. SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
  4. HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼)

1. BASE64

Base64是網(wǎng)絡(luò)上最常見的用于傳輸8Bit字節(jié)代碼的編碼方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規(guī)范。Base64編碼可用于在HTTP環(huán)境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統(tǒng)Hibernate中，就采用了Base64來將一個較長的唯一標識符（一般為128-bit的UUID）編碼為一個字符串，用作HTTP表單和HTTP GET URL中的參數(shù)。在其他應(yīng)用程序中，也常常需要把二進制數(shù)據(jù)編碼為適合放在URL（包括隱藏表單域）中的形式。此時，采用Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數(shù)據(jù)不會被人用肉眼所直接看到。（來源百度百科）

java實現(xiàn)代碼：

package com.cn.單向加密;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/*
BASE64的加密解密是雙向的，可以求反解.
BASE64Encoder和BASE64Decoder是非官方JDK實現(xiàn)類。雖然可以在JDK里能找到并使用，但是在API里查不到。
JRE 中 sun 和 com.sun 開頭包的類都是未被文檔化的，他們屬于 java, javax 類庫的基礎(chǔ)，其中的實現(xiàn)大多數(shù)與底層平臺有關(guān)，
一般來說是不推薦使用的。
BASE64 嚴格地說，屬于編碼格式，而非加密算法
主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder兩個類，我們只需要知道使用對應(yīng)的方法即可。
另，BASE加密后產(chǎn)生的字節(jié)位數(shù)是8的倍數(shù)，如果不夠位數(shù)以=符號填充。
BASE64
按照RFC2045的定義，Base64被定義為：Base64內(nèi)容傳送編碼被設(shè)計用來把任意序列的8位字節(jié)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.）
常見于郵件、http加密，截取http信息，你就會發(fā)現(xiàn)登錄操作的用戶名、密碼字段通過BASE64加密的。
*/

public class BASE64 {
/**
* 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);   
}  

public static void main(String[] args) {

 String  str="12345678";

    try {
    String  result1= BASE64.encryptBASE64(str.getBytes());
     System.out.println("result1=====加密數(shù)據(jù)=========="+result1);

     byte  result2[]= BASE64.decryptBASE64(result1);
     String  str2=new String(result2);
     System.out.println("str2========解密數(shù)據(jù)========"+str2);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

}

}

2. MD5

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用于確保信息傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一（又譯摘要算法、哈希算法），主流編程語言普遍已有MD5實現(xiàn)。將數(shù)據(jù)（如漢字）運算為另一固定長度值，是雜湊算法的基礎(chǔ)原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。廣泛用于加密和解密技術(shù)，常用于文件校驗。校驗？不管文件多大，經(jīng)過MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現(xiàn)在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎么用？當然是把ISO經(jīng)過MD5后產(chǎn)生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載鏈接旁邊放著MD5的串。就是用來驗證文件是否一致的。

java實現(xiàn)代碼：
package com.cn.單向加密;

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
/*
MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
通常我們不直接使用上述MD5加密。通常將MD5產(chǎn)生的字節(jié)數(shù)組交給BASE64再加密一把，得到相應(yīng)的字符串
Digest:匯編
*/
public class MD5 {
public static final String KEY_MD5 = "MD5";

public static  String  getResult(String inputStr)
{
    System.out.println("=======加密前的數(shù)據(jù):"+inputStr);
    BigInteger bigInteger=null;

    try {
     MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
     byte[] inputData = inputStr.getBytes(); 
     md.update(inputData);   
     bigInteger = new BigInteger(md.digest());   
    } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
    System.out.println("MD5加密后:" + bigInteger.toString(16));   
    return bigInteger.toString(16);
}

public static void main(String args[])
{
    try {
         String inputStr = "簡單加密8888888888888888888";   
         getResult(inputStr);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

}

MD5算法具有以下特點：

1、壓縮性：任意長度的數(shù)據(jù)，算出的MD5值長度都是固定的。
2、容易計算：從原數(shù)據(jù)計算出MD5值很容易。
3、抗修改性：對原數(shù)據(jù)進行任何改動，哪怕只修改1個字節(jié)，所得到的MD5值都有很大區(qū)別。
4、弱抗碰撞：已知原數(shù)據(jù)和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數(shù)據(jù)（即偽造數(shù)據(jù)）是非常困難的。
5、強抗碰撞：想找到兩個不同的數(shù)據(jù)，使它們具有相同的MD5值，是非常困難的。
MD5的作用是讓大容量信息在用數(shù)字簽名軟件簽署私人密鑰前被”壓縮”成一種保密的格式（就是把一個任意長度的字節(jié)串變換成一定長的十六進制數(shù)字串）。除了MD5以外，其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

3.SHA

安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要適用于數(shù)字簽名標準（Digital Signature Standard DSS）里面定義的數(shù)字簽名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。對于長度小于2^64位的消息，SHA1會產(chǎn)生一個160位的消息摘要。該算法經(jīng)過加密專家多年來的發(fā)展和改進已日益完善，并被廣泛使用。該算法的思想是接收一段明文，然后以一種不可逆的方式將它轉(zhuǎn)換成一段（通常更?。┟芪模部梢院唵蔚睦斫鉃槿∫淮斎氪a（稱為預(yù)映射或信息），并把它們轉(zhuǎn)化為長度較短、位數(shù)固定的輸出序列即散列值（也稱為信息摘要或信息認證代碼）的過程。散列函數(shù)值可以說是對明文的一種"指紋"或是"摘要"所以對散列值的數(shù)字簽名就可以視為對此明文的數(shù)字簽名。

java實現(xiàn)代碼：

package com.cn.單向加密;

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;

/*
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法），數(shù)字簽名等密碼學應(yīng)用中重要的工具，
被廣泛地應(yīng)用于電子商務(wù)等信息安全領(lǐng)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*/
public class SHA {
public static final String KEY_SHA = "SHA";

public static  String  getResult(String inputStr)
{
    BigInteger sha =null;
    System.out.println("=======加密前的數(shù)據(jù):"+inputStr);
    byte[] inputData = inputStr.getBytes();   
    try {
         MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  
         messageDigest.update(inputData);
         sha = new BigInteger(messageDigest.digest());   
         System.out.println("SHA加密后:" + sha.toString(32));   
    } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
    return sha.toString(32);
}

public static void main(String args[])
{
    try {
         String inputStr = "簡單加密";   
         getResult(inputStr);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

}

SHA-1與MD5的比較

因為二者均由MD4導出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應(yīng)的，他們的強度和其他特性也是相似，但還有以下幾點不同：
l 對強行攻擊的安全性：最顯著和最重要的區(qū)別是SHA-1摘要比MD5摘要長32 位。使用強行技術(shù)，產(chǎn)生任何一個報文使其摘要等于給定報摘要的難度對MD5是2128數(shù)量級的操作，而對SHA-1則是2160數(shù)量級的操作。這樣，SHA-1對強行攻擊有更大的強度。
l 對密碼分析的安全性：由于MD5的設(shè)計，易受密碼分析的攻擊，SHA-1顯得不易受這樣的攻擊。
l 速度：在相同的硬件上，SHA-1的運行速度比MD5慢。

4.HMAC

HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基于密鑰的Hash算法的認證協(xié)議。消息鑒別碼實現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)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(shù)據(jù)塊，即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發(fā)送方共享的密鑰進行鑒別認證等。

java實現(xiàn)代碼：
package com.cn.單向加密;
/*
HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基于密鑰的Hash算法的認證協(xié)議。
消息鑒別碼實現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)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(shù)據(jù)塊，
即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發(fā)送方共享的密鑰進行鑒別認證等。*/
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import com.cn.comm.Tools;

/**

  • 基礎(chǔ)加密組件
    */
    public abstract class HMAC {
    public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";

    /**

    • 初始化HMAC密鑰
    • @return
    • @throws Exception
      */
      public static String initMacKey() throws Exception {
      KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
      SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
      return BASE64.encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
      }

    /**

    • HMAC加密 ：主要方法

    • @param data

    • @param key

    • @return

    • @throws Exception
      */
      public static String encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {

      SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(BASE64.decryptBASE64(key), KEY_MAC);
      Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
      mac.init(secretKey);
      return new String(mac.doFinal(data));

    }

    public static String getResult1(String inputStr)
    {
    String path=Tools.getClassPath();
    String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt";
    System.out.println("=======加密前的數(shù)據(jù):"+inputStr);
    String result=null;
    try {
    byte[] inputData = inputStr.getBytes();
    String key = HMAC.initMacKey(); /產(chǎn)生密鑰/
    System.out.println("Mac密鑰:===" + key);
    /將密鑰寫文件/
    Tools.WriteMyFile(fileSource,key);
    result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key);
    System.out.println("HMAC加密后:===" + result);
    } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
    return result.toString();
    }

    public static String getResult2(String inputStr)
    {
    System.out.println("=======加密前的數(shù)據(jù):"+inputStr);
    String path=Tools.getClassPath();
    String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt";
    String key=null;;
    try {
    /將密鑰從文件中讀取/
    key=Tools.ReadMyFile(fileSource);
    System.out.println("getResult2密鑰:===" + key);
    } catch (Exception e1) {
    e1.printStackTrace();}
    String result=null;
    try {
    byte[] inputData = inputStr.getBytes();
    /對數(shù)據(jù)進行加密/
    result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key);
    System.out.println("HMAC加密后:===" + result);
    } catch (Exception e) {e.printStackTrace();}
    return result.toString();
    }

    public static void main(String args[])
    {
    try {
    String inputStr = "簡單加密";
    /使用同一密鑰：對數(shù)據(jù)進行加密：查看兩次加密的結(jié)果是否一樣/
    getResult1(inputStr);
    getResult2(inputStr);

     } catch (Exception e) {
     e.printStackTrace();
 }

    }

}

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