Java中4大基本加密算法解析

时间：2015-09-21 02:02:33 阅读：260 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了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中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用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，可以求反解.
BASE64Encoder和BASE64Decoder是非官方JDK实现类。虽然可以在JDK里能找到并使用，但是在API里查不到。
JRE?中?sun?和?com.sun?开头包的类都是未被文档化的，他们属于?java,?javax?类库的基础，其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。?
BASE64?
按照RFC2045的定义，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。
（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用户名、密码字段通过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一（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）运算为另一固定长度值，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，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。

java实现代码：

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，得到相应的字符串
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算法具有以下特点：

1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、弱抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
5、强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD5值，是非常困难的。
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（就是把一个任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，其中比较有名的还有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善，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，也可以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。散列函数值可以说是对明文的一种"指纹"或是"摘要"所以对散列值的数字签名就可以视为对此明文的数字签名。

java实现代码：

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*/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的比较

因为二者均由MD4导出，SHA-1和MD5彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：
l 对强行攻击的安全性：最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术，产生任何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 对密码分析的安全性：由于MD5的设计，易受密码分析的攻击，SHA-1显得不易受这样的攻击。
l 速度：在相同的硬件上，SHA-1的运行速度比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。

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。*/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?{
?????????????/*将密钥从文件中读取*/
?????????????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();
????????}

????}}

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