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[Java教程]java基本加密算法


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:

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:

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();    }          }  }