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Java中4大基本加密算法
導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)據(jù)加密的基本過(guò)程就是對(duì)原來(lái)為明文的文件或數(shù)據(jù)按某種算法進(jìn)行處理，使其成為不可讀的一段代碼，通常稱為“密文”，下面是Java中4大基本加密算法，一起來(lái)學(xué)習(xí)下吧：
簡(jiǎn)單的java加密算法有：
BASE64 嚴(yán)格地說(shuō)，屬于編碼格式，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(xì)規(guī)范。Base64編碼可用于在HTTP環(huán)境下傳遞較長(zhǎng)的標(biāo)識(shí)信息。例如，在Java Persistence系統(tǒng)Hibernate中，就采用了Base64來(lái)將一個(gè)較長(zhǎng)的唯一標(biāo)識(shí)符(一般為128-bit的UUID)編碼為一個(gè)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(jìn)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(shí)，采用Base64編碼具有不可讀性，即所編碼的數(shù)據(jù)不會(huì)被人用肉眼所直接看到。(來(lái)源百度百科)
java實(shí)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(shí)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(kù)的基礎(chǔ)，其中的實(shí)現(xiàn)大多數(shù)與底層平臺(tái)有關(guān)，
一般來(lái)說(shuō)是不推薦使用的。
BASE64 嚴(yán)格地說(shuō)，屬于編碼格式，而非加密算法
主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder兩個(gè)類，我們只需要知道使用對(duì)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(hào)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(jì)用來(lái)把任意序列的8位字節(jié)描述為一種不易被人直接識(shí)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(huì)發(fā)現(xiàn)登錄操作的用戶名、密碼字段通過(guò)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(jì)算機(jī)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(yǔ)言普遍已有MD5實(shí)現(xiàn)。將數(shù)據(jù)(如漢字)運(yùn)算為另一固定長(zhǎng)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(yàn)。校驗(yàn)?不管文件多大，經(jīng)過(guò)MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現(xiàn)在的ISO校驗(yàn)，都是MD5校驗(yàn)。怎么用?當(dāng)然是把ISO經(jīng)過(guò)MD5后產(chǎn)生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過(guò)下載鏈接旁邊放著MD5的串。就是用來(lái)驗(yàn)證文件是否一致的。
java實(shí)現(xiàn)：
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(jiǎn)單加密8888888888888888888";
getResult(inputStr);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
MD5算法具有以下特點(diǎn)：
1、壓縮性：任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，算出的MD5值長(zhǎng)度都是固定的。
2、容易計(jì)算：從原數(shù)據(jù)計(jì)算出MD5值很容易。
3、抗修改性：對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行任何改動(dòng)，哪怕只修改1個(gè)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(gè)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(qiáng)抗碰撞：想找到兩個(gè)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(gè)任意長(zhǎng)度的字節(jié)串變換成一定長(zhǎng)的十六進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)(Digital Signature Standard DSS)里面定義的數(shù)字簽名算法(Digital Signature Algorithm DSA)。對(duì)于長(zhǎng)度小于2^64位的消息，SHA1會(huì)產(chǎn)生一個(gè)160位的消息摘要。該算法經(jīng)過(guò)加密專家多年來(lái)的發(fā)展和改進(jìn)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(通常更小)密文，也可以簡(jiǎn)單的理解為取一串輸入碼(稱為預(yù)映射或信息)，并把它們轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)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(rèn)證代碼)的過(guò)程。散列函數(shù)值可以說(shuō)是對(duì)明文的一種“指紋”或是“摘要”所以對(duì)散列值的數(shù)字簽名就可以視為對(duì)此明文的數(shù)字簽名。
java實(shí)現(xiàn)：
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(xué)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(guò)碰撞法都被破解了，
但是SHA仍然是公認(rèn)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(jiǎn)單加密";
getResult(inputStr);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
SHA-1與MD5的比較
因?yàn)槎呔蒑D4導(dǎo)出，SHA-1和MD5彼此很相似。相應(yīng)的，他們的強(qiáng)度和其他特性也是相似，但還有以下幾點(diǎn)不同：
l 對(duì)強(qiáng)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(zhǎng)32 位。使用強(qiáng)行技術(shù)，產(chǎn)生任何一個(gè)報(bào)文使其摘要等于給定報(bào)摘要的難度對(duì)MD5是2^128數(shù)量級(jí)的操作，而對(duì)SHA-1則是2^160數(shù)量級(jí)的操作。這樣，SHA-1對(duì)強(qiáng)行攻擊有更大的強(qiáng)度。
l 對(duì)密碼分析的安全性：由于MD5的設(shè)計(jì)，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(yùn)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(rèn)證協(xié)議。消息鑒別碼實(shí)現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)生一個(gè)固定長(zhǎng)度的值作為認(rèn)證標(biāo)識(shí)，用這個(gè)標(biāo)識(shí)鑒別消息的完整性。使用一個(gè)密鑰生成一個(gè)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(jìn)行鑒別認(rèn)證等。
java實(shí)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(rèn)證協(xié)議。
消息鑒別碼實(shí)現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)生一個(gè)固定長(zhǎng)度的值作為認(rèn)證標(biāo)識(shí)，用這個(gè)標(biāo)識(shí)鑒別消息的完整性。
使用一個(gè)密鑰生成一個(gè)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(jìn)行鑒別認(rèn)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jiǎn)單加密";
/*使用同一密鑰：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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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