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单向加密算法

2013年07月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 6230字 ⁄ 字号 评论关闭

 

原创作者: snowolf 

本篇内容简要介绍BASE64MD5SHAHMAC几种加密算法。 
BASE64编码算法不算是真正的加密算法。 
MD5SHAHMAC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,我们称之为单向加密算法。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 
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。 
 
通过java代码实现如下:

Java代码

  1. /**
  2. * BASE64解密
  3. *
  4. * @param key
  5. * @return
  6. * @throws Exception
  7. */
  8. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception { 
  9. return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key); 
  10. /**
  11. * BASE64加密
  12. *
  13. * @param key
  14. * @return
  15. * @throws Exception
  16. */
  17. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception { 
  18. 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。 
 
通过java代码实现如下:

Java代码

  1. /**
  2. * MD5加密
  3. *
  4. * @param data
  5. * @return
  6. * @throws Exception
  7. */
  8. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception { 
  9.     MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5); 
  10.     md5.update(data); 
  11. 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。 
 
通过java代码实现如下:

Java代码

  1. /**
  2.      * SHA加密
  3.      *
  4.      * @param data
  5.      * @return
  6.      * @throws Exception
  7.      */
  8. public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception { 
  9.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA); 
  10.         sha.update(data); 
  11. return sha.digest(); 
  12.     } 

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。 
 
通过java代码实现如下:

Java代码

  1. /**
  2. * 初始化HMAC密钥
  3. *
  4. * @return
  5. * @throws Exception
  6. */
  7. public static String initMacKey() throws Exception { 
  8.     KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC); 
  9.     SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey(); 
  10. return encryptBASE64(secretKey.getEncoded()); 
  11. /**
  12. * HMAC加密
  13. *
  14. * @param data
  15. * @param key
  16. * @return
  17. * @throws Exception
  18. */
  19. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception { 
  20.     SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC); 
  21.     Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); 
  22.     mac.init(secretKey); 
  23. return mac.doFinal(data); 

给出一个完整类,如下:

Java代码

  1. import java.security.MessageDigest; 
  2. import javax.crypto.KeyGenerator; 
  3. import javax.crypto.Mac; 
  4. import javax.crypto.SecretKey; 
  5. import sun.misc.BASE64Decoder; 
  6. import sun.misc.BASE64Encoder; 
  7. /**
  8. * 基础加密组件
  9. *
  10. * @author 梁栋
  11. * @version 1.0
  12. * @since 1.0
  13. */
  14. public abstract class Coder { 
  15. public static final String KEY_SHA = "SHA"; 
  16. public static final String KEY_MD5 = "MD5"; 
  17. /**
  18.      * MAC算法可选以下多种算法
  19.      *
  20.      *
  21.      * HmacMD5
  22.      * HmacSHA1
  23.      * HmacSHA256
  24.      * HmacSHA384
  25.      * HmacSHA512
  26.      *
  27.      */
  28. public static final String KEY_MAC = "HmacMD5"; 
  29. /**
  30.      * BASE64解密
  31.      *
  32.      * @param key
  33.      * @return
  34.      * @throws Exception
  35.      */
  36. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception { 
  37. return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key); 
  38.     } 
  39. /**
  40.      * BASE64加密
  41.      *
  42.      * @param key
  43.      * @return
  44.      * @throws Exception
  45.      */
  46. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception { 
  47. return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key); 
  48.     } 
  49. /**
  50.      * MD5加密
  51.      *
  52.      * @param data
  53.      * @return
  54.      * @throws Exception
  55.      */
  56. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception { 
  57.         MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5); 
  58.         md5.update(data); 
  59. return md5.digest(); 
  60.     } 
  61. /**
  62.      * SHA加密
  63.      *
  64.      * @param data
  65.      * @return
  66.      * @throws Exception
  67.      */
  68. public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception { 
  69.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA); 
  70.         sha.update(data); 
  71. return sha.digest(); 
  72.     } 
  73. /**
  74.      * 初始化HMAC密钥
  75.      *
  76.      * @return
  77.      * @throws Exception
  78.      */
  79. public static String initMacKey() throws Exception { 
  80.         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC); 
  81.         SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey(); 
  82. return encryptBASE64(secretKey.getEncoded()); 
  83.     } 
  84. /**
  85.      * HMAC加密
  86.      *
  87.      * @param data
  88.      * @param key
  89.      * @return
  90.      * @throws Exception
  91.      */
  92. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception { 
  93.         SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC); 
  94.         Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); 
  95.         mac.init(secretKey); 
  96. return mac.doFinal(data); 
  97.     } 

再给出一个测试类:

Java代码

  1. import static org.junit.Assert.*; 
  2. import org.junit.Test; 
  3. /**
  4. *
  5. * @author 梁栋
  6. * @version 1.0
  7. * @since 1.0
  8. */
  9. public class CoderTest { 
  10. @Test
  11. public void test() throws Exception { 
  12.         String inputStr = "简单加密"; 
  13.         System.err.println("原文:/n" + inputStr); 
  14. byte[] inputData = inputStr.getBytes(); 
  15.         String code = Coder.encryptBASE64(inputData); 
  16.         System.err.println("BASE64加密后:/n" + code); 
  17. byte[] output = Coder.decryptBASE64(code); 
  18.         String outputStr = new String(output); 
  19.         System.err.println("BASE64解密后:/n" + outputStr); 
  20. // 验证BASE64加密解密一致性
  21.         assertEquals(inputStr, outputStr); 
  22. // 验证MD5对于同一内容加密是否一致
  23.         assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder 
  24.                 .encryptMD5(inputData)); 
  25. // 验证SHA对于同一内容加密是否一致
  26.         assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder 
  27.                 .encryptSHA(inputData)); 
  28.         String key = Coder.initMacKey(); 
  29.         System.err.println("Mac密钥:/n" + key); 
  30. // 验证HMAC对于同一内容,同一密钥加密是否一致
  31.         assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC( 
  32.                 inputData, key)); 
  33.         BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData)); 
  34.         System.err.println("MD5:/n" + md5.toString(16)); 
  35.         BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData)); 
  36.         System.err.println("SHA:/n" + sha.toString(32)); 
  37.         BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr)); 
  38.         System.err.println("HMAC:/n" + mac.toString(16)); 
  39.     } 

控制台输出:

Console代码

  1. 原文: 
  2. 简单加密 
  3. BASE64加密后: 
  4. 566A5Y2V5Yqg5a+G 
  5. BASE64解密后: 
  6. 简单加密 
  7. Mac密钥: 
  8. uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke 
  9. pBIpkd7QHg== 
  10. MD5: 
  11. -550b4d90349ad4629462113e7934de56 
  12. SHA: 
  13. 91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn 
  14. HMAC: 
  15. 2287d192387e95694bdbba2fa941009a 

    BASE64的加密解密是双向的,可以求反解。 
    MD5、SHA以及HMAC是单向加密,任何数据加密后只会产生唯一的一个加密串,通常用来校验数据在传输过程中是否被修改。其中HMAC算法有一个密钥,增强了数据传输过程中的安全性,强化了算法外的不可控因素。 
    单向加密的用途主要是为了校验数据在传输过程中是否被修改。

 

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