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  • Java中4大基本加密算法解析

    简单的java加密算法有:

    1. BASE64 严格地说,属于编码格式,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。散列消息鉴别码)

    1. BASE64

    Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之中的一个,大家能够查看RFC2045~RFC2049,上面有MIME的具体规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。

    比如,在Java Persistence系统Hibernate中,就採用了Base64来将一个较长的唯一标识符(一般为128-bit的UUID)编码为一个字符串,用作HTTP表单和HTTP GET URL中的參数。

    在其它应用程序中,也经常须要把二进制数据编码为适合放在URL(包含隐藏表单域)中的形式。此时,採用Base64编码具有不可读性,即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。

    (来源百度百科)

    java实现代码:

    package com.cn.单向加密;
    
    import sun.misc.BASE64Decoder;
    import sun.misc.BASE64Encoder;
    /*
    BASE64的加密解密是双向的,能够求反解.
    BASE64Encoder和BASE64Decoder是非官方JDK实现类。尽管能够在JDK里能找到并使用,可是在API里查不到。

    JRE 中 sun 和 com.sun 开头包的类都是未被文档化的,他们属于 java, javax 类库的基础,当中的实现大多数与底层平台有关, 一般来说是不推荐使用的。 BASE64 严格地说,属于编码格式。而非加密算法 主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder两个类,我们仅仅须要知道使用相应的方法就可以。

    另,BASE加密后产生的字节位数是8的倍数。假设不够位数以=符号填充。

    BASE64 依照RFC2045的定义,Base64被定义为:Base64内容传送编码被设计用来把随意序列的8位字节描写叙述为一种不易被人直接识别的形式。

    (The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.) 常见于邮件、http加密。截取http信息,你就会发现登录操作的username、password字段通过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=====加密数据=========="+result1); byte result2[]= BASE64.decryptBASE64(result1); String str2=new String(result2); System.out.println("str2========解密数据========"+str2); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }

    2. MD5

    MD5即Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法5),用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之中的一个(又译摘要算法、哈希算法)。主流编程语言普遍已有MD5实现。

    将数据(如汉字)运算为还有一固定长度值,是杂凑算法的基础原理,MD5的前身有MD2、MD3和MD4。广泛用于加密和解密技术。经常使用于文件校验。校验?无论文件多大。经过MD5后都能生成唯一的MD5值。好比方今的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。

    java实现:

    package com.cn.单向加密;
    
    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。得到对应的字符串
    Digest:汇编
    */
    public class MD5 {
        public static final String KEY_MD5 = "MD5";   
    
        public static  String  getResult(String inputStr)
        {
            System.out.println("=======加密前的数据:"+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 = "简单加密8888888888888888888";   
                 getResult(inputStr);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
    }

    MD5算法具有下面特点:

    1、压缩性:随意长度的数据。算出的MD5值长度都是固定的。
    2、easy计算:从原数据计算出MD5值非常easy。


    3、抗改动性:对原数据进行不论什么改动,哪怕仅仅改动1个字节,所得到的MD5值都有非常大差别。


    4、弱抗碰撞:已知原数据和其MD5值,想找到一个具有同样MD5值的数据(即伪造数据)是很困难的。
    5、强抗碰撞:想找到两个不同的数据。使它们具有同样的MD5值,是很困难的。


    MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被”压缩”成一种保密的格式(就是把一个随意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串)。除了MD5以外,当中比較有名的还有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

    3.SHA

    安全哈希算法(Secure Hash Algorithm)主要适用于数字签名标准(Digital Signature Standard DSS)里面定义的数字签名算法(Digital Signature Algorithm DSA)。

    对于长度小于2^64位的消息,SHA1会产生一个160位的消息摘要。该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完好。并被广泛使用。该算法的思想是接收一段明文。然后以一种不可逆的方式将它转换成一段(通常更小)密文。也能够简单的理解为取一串输入码(称为预映射或信息)。并把它们转化为长度较短、位数固定的输出序列即散列值(也称为信息摘要或信息认证代码)的过程。散列函数值能够说是对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名就能够视为对此明文的数字签名。

    java实现:

    package com.cn.单向加密;
    
    import java.math.BigInteger;
    import java.security.MessageDigest;
    
    /*
    SHA(Secure Hash Algorithm,安全散列算法)。数字签名等password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。尽管,SHA与MD5通过碰撞法都被破解了。 
    可是SHA仍然是公认的安全加密算法,较之MD5更为安全*/
    public class SHA {
         public static final String KEY_SHA = "SHA";   
    
        public static  String  getResult(String inputStr)
        {
            BigInteger sha =null;
            System.out.println("=======加密前的数据:"+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 = "简单加密";   
                 getResult(inputStr);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
    }

    SHA-1与MD5的比較

    由于二者均由MD4导出,SHA-1和MD5彼此非常相似。对应的,他们的强度和其它特性也是相似。但还有下面几点不同:
    l 对强行攻击的安全性:最显著和最重要的差别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术。产生不论什么一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2^128数量级的操作,而对SHA-1则是2^160数量级的操作。这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。


    l 对password分析的安全性:因为MD5的设计。易受password分析的攻击,SHA-1显得不易受这种攻击。
    l 速度:在同样的硬件上。SHA-1的执行速度比MD5慢。

    4.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,并将其增加到消息中,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。

    java实现代码:

    package com.cn.单向加密;
    /*
    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,并将其增加到消息中,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。*/
    import javax.crypto.KeyGenerator;
    import javax.crypto.Mac;
    import javax.crypto.SecretKey;
    import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
    
    import com.cn.comm.Tools;
    
    /**  
     * 基础加密组件  
     */  
    public abstract class HMAC {   
        public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";   
    
        /**  
         * 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 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("=======加密前的数据:"+inputStr);
            String  result=null;
            try {
                byte[] inputData = inputStr.getBytes(); 
                String key = HMAC.initMacKey(); /*产生密钥*/  
                System.out.println("Mac密钥:===" + key);  
                /*将密钥写文件*/
                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("=======加密前的数据:"+inputStr);
             String path=Tools.getClassPath();
             String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt";
             String key=null;;
            try {
                 /*将密钥从文件里读取*/
                 key=Tools.ReadMyFile(fileSource);
                 System.out.println("getResult2密钥:===" + key);  
            } catch (Exception e1) {
                e1.printStackTrace();}
            String  result=null;
            try {
                byte[] inputData = inputStr.getBytes();  
                /*对数据进行加密*/
                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 = "简单加密"; 
                 /*使用同一密钥:对数据进行加密:查看两次加密的结果是否一样*/
                 getResult1(inputStr); 
                 getResult2(inputStr);
    
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
        }
    
    }

    本文借鉴http://www.codeceo.com/article/java-4-encryption.html

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