Java实现消息摘要算法加密

        在介绍消息摘要算法之前我们先看平时使用的maven下载页面的信息，如下所示：

        上图中提示用户在自己构建maven的时候，为了防止下载文件被损坏，建议用户使用Apache提供的公共KEYS验证发布包的签名。

• 消息摘要算法

        MD（Message Digest）

        SHA（Secure Hash Algorithm）

        MAC（Message Authentication Code）

        消息摘要算法主要是为了验证数据的完整性，是数字签名的核心算法。由此可见maven的摘要算法采用的是SHA512。

• 消息摘要算法--MD

        MD家族算法是128位摘要信息，分为MD2、MD4、MD5，MD类算法是一个单向的过程。如下表格所示各类算法实现方：

MD类算法应用实现

        MD5实现：

package com.bity.md;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.bouncycastle.crypto.Digest;
import org.bouncycastle.crypto.digests.MD4Digest;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import static java.lang.System.*;


public class MdSecurity {
    
    private static final String SRC = "I'm MD Family";
    
    public static void main(String[] args) {
        md5Jdk();
        md2Jdk();
        bcMd4();
    }
    
    
    private static void md5Jdk() {
        try {
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
            
            byte[] md5Bytes = messageDigest.digest(SRC.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            
            out.println("message digest is : " + Hex.encodeHexString(md5Bytes));
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        MD2实现：

    private static void md2Jdk() {
        try {
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD2");
            
            byte[] md2Bytes = messageDigest.digest(SRC.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            
            out.println("message digest is : " + Hex.encodeHexString(md2Bytes));
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

        MD4实现：

    private static void bcMd4() {
        Digest digest = new MD4Digest();
        digest.update(SRC.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), 0, SRC.getBytes().length);
        
        byte[] md4Bytes = new byte[digest.getDigestSize()];
        
        digest.doFinal(md4Bytes, 0);
    
        out.println("bc md4 digest is : " + org.bouncycastle.util.encoders.Hex.toHexString(md4Bytes));
    }

        通过上面例子可以看出，JDK对于摘要算法的实现是通过MessageDigest 来处理的，对于第三方包提供的MD4算法，我们可以使用JDK提供的方式来处理，如下：

    private static void bcProviderMd4() {
        
        try {
            Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD4");
            
            byte[] md4Bytes = messageDigest.digest(SRC.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
    
            out.println("bc md4 digest is : " + org.bouncycastle.util.encoders.Hex.toHexString(md4Bytes));
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

        这里注意使用到了Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());，我们在平时开发中建议多使用这种编程思想，让我们的代码有更好的扩展性。

• 消息摘要算法--SHA

        SHA是安全散列算法，是固定长度的摘要信息，SHA的发展是在MD系列之后，在很多场景下被认为是MD算法的继承者，SHA有着比较好的美国官方背景，是美国的国家安全局设计，被美国的国家标准研究院发布的一系列散列码函数（SHA-1，SHA-2（SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512））。SHA这种散列码是在MD4的基础上演进而来的，所以它也有着固定长度的摘要信息。如下表格所示各类算法实现方：

SHA类算法应用实现

    SHA-1实现：

package com.bity.sha;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import static java.lang.System.*;


public class ShaSecurity {
    
    private static String src = "I'm WINQI";
    
    public static void main(String[] args) {
        jdkSha1();
    }
    
    
    private static void jdkSha1() {
        
        try {
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA");
            messageDigest.update(src.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            out.println("jdk sha-1 is : " + Hex.encodeHexString(messageDigest.digest()));
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
    }
}

        对于其他几类算法的实现，在创建消息摘要对象的时候通过MessageDigest.getInstance("SHA")指定对应的算法即可。

• 消息摘要算法--MAC

        通常我们把MAC称为HMAC（Keyed-Hash Message Authentication code）含有密钥散列函数算法。融合了MD、SHA。

        HMAC-MD系列有：HmacMD2、HmacMD4、HmacMD5。

        HMAC-SHA系列有：HmacSHA1、HmacSHA224、HmacSHA256、HmacSHA384、HmacSHA512。

        这类算法我们常见的应用比如SecureCRT等。如下表格所示各类算法实现方：

         HmacMD5实现：

package com.bity.hmac;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import static java.lang.System.*;


public class Hmac {
    
    private static final String SRC = "I'm HMAC Family";
    
    public static void main(String[] args) {
        jdkHmacMd5();
    }
    
    
    private static void jdkHmacMd5() {
        
        try {
            // 初始化 KeyGenerator
            KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5");
            // 产生秘钥
            SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
            // 获得秘钥
            byte[] keys = secretKey.getEncoded();
            
            // 还原秘钥
            SecretKey restoreKey = new SecretKeySpec(keys, "HmacMD5");
            // 实例化MAC
            Mac mac = Mac.getInstance(restoreKey.getAlgorithm());
            // 初始化Mac
            mac.init(restoreKey);
            
            //执行摘要
            byte[] hmacMd5Bytes = mac.doFinal(SRC.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            
            out.println("hmac md5 digest is : " + Hex.encodeHexString(hmacMDdBytes));
        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

        对于其他几种算法的实现和上面雷同，这里不做更多的编码实现。MAC消息摘要算法的消息传递时序如下所示：

        以上内容就是Java中对于消息摘要算法的原理介绍及代码实现。

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