Java 四种基本加密算法分析
简单的java加密算法有：
- base64 严格地说，属于编码格式，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;
public class base64 {
public static byte[] decryptbase64(String key) throws Exception {
return (new base64Decoder()).decodeBuffer(key);
}
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;
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;
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;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import com.cn.comm.Tools;
public abstract class HMAC {
public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";
public static String initMacKey() throws Exception {
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
return base64.encryptbase64(secretKey.getEncoded());
}
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();
System.out.println("Mac密钥:===" + key);
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 {
key=Tools.ReadMyFile(fileSource);
System.out.println("getResult2密钥:===" + key);
} catch (Exception e1) {
e1.printStackTrace();}
String result=null;
try {
byte[] inputData = inputStr.getBytes();
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";
getResult1(inputStr);
getResult2(inputStr);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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