Java中4大基本加密算法
導語：數據加密的基本過程就是對原來為明文的文件或數據按某種算法進行處理，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，一起來學習下吧：
簡單的java加密算法有：
BASE64 嚴格地說，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是網絡上最常見的用于傳輸8Bit字節代碼的編碼方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的詳細規范。Base64編碼可用于在HTTP環境下傳遞較長的標識信息。例如，在Java Persistence系統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。在其他應用程序中，也常常需要把二進制數據編碼為適合放在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，即所編碼的數據不會被人用肉眼所直接看到。(來源百度百科)
java實現代碼：
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，其中的實現大多數與底層平臺有關，
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的方法即可。
另，BASE加密后產生的字節位數是8的倍數，如果不夠位數以=符號填充。
BASE64
按照RFC2045的定義，Base64被定義為：Base64內容傳送編碼被設計用來把任意序列的8位字節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，你就會發現登錄操作的用戶名、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=====加密數據=========="+result1); byte result2[]= BASE64.decryptBASE64(result1);
String str2=new String(result2);
System.out.println("str2========解密數據========"+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。將數據(如漢字)運算為另一固定長度值，是雜湊算法的基礎原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。廣泛用于加密和解密技術，常用于文件校驗。校驗?不管文件多大，經過MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎么用?當然是把ISO經過MD5后產生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：
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產生的字節數組交給BASE64再加密一把，得到相應的字符串
Digest:匯編
*/public class MD5 { public static final String KEY_MD5 = "MD5";
public static String getResult(String inputStr)
{
System.out.println("=======加密前的數據:"+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：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。
2、容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。
3、抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節，所得到的MD5值都有很大區別。
4、弱抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數據(即偽造數據)是非常困難的。
5、強抗碰撞：想找到兩個不同的數據，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串變換成一定長的十六進制數字串)。
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)主要適用于數字簽名標準(Digital Signature Standard DSS)里面定義的數字簽名算法(Digital Signature Algorithm DSA)。對于長度小于2^64位的消息，SHA1會產生一個160位的消息摘要。該算法經過加密專家多年來的發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換成一段(通常更小)密文，也可以簡單的理解為取一串輸入碼(稱為預映射或信息)，并把它們轉化為長度較短、位數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”所以對散列值的數字簽名就可以視為對此明文的數字簽名。
java實現：
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)，數字簽名等密碼學應用中重要的工具，
被廣泛地應用于電子商務等信息安全領域。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("=======加密前的數據:"+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別是SHA-1摘要比MD5摘要長32 位。使用強行技術，產生任何一個報文使其摘要等于給定報摘要的難度對MD5是2^128數量級的操作，而對SHA-1則是2^160數量級的操作。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算法的認證協議。消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產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據塊，即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。
java實現代碼：
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算法的認證協議。
消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產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據塊，
即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發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("=======加密前的數據:"+inputStr);
String result=null; try { byte[] inputData = inputStr.getBytes();
String key = HMAC.initMacKey(); /*產生密鑰*/
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("=======加密前的數據:"+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();
/*對數據進行加密*/
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：對數據進行加密：查看兩次加密的結果是否一樣*/
getResult1(inputStr);
getResult2(inputStr);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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