BASE64、MD5、SHA、HMAC几种加密算法

灰太狼 2022-04-16 04:46 194阅读 0赞

BASE64编码算法不算是真正的加密算法。  
MD5、SHA、HMAC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。  
  
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。  
  
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。  
  
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。  
  
  
完整的算法类：  
  
import java.security.MessageDigest;  
  
  
  
import javax.crypto.KeyGenerator;  
  
import javax.crypto.Mac;  
  
import javax.crypto.SecretKey;  
  
  
  
import sun.misc.BASE64Decoder;  
  
import sun.misc.BASE64Encoder;  
  
  
  
/\*\*  
  
\* 基础加密组件  
  
\*  
  
\* @author 梁栋  
  
\* @version 1.0  
  
\* @since 1.0  
  
\*/  
  
public abstract class Coder \{  
  
public static final String KEY\_SHA = "SHA";  
  
public static final String KEY\_MD5 = "MD5";  
  
  
  
/\*\*  
  
\* MAC算法可选以下多种算法  
  
\*  
  
\* <pre>  
  
\* HmacMD5  
  
\* HmacSHA1  
  
\* HmacSHA256  
  
\* HmacSHA384  
  
\* HmacSHA512  
  
\* </pre>  
  
\*/  
  
public static final String KEY\_MAC = "HmacMD5";  
  
  
  
/\*\*  
  
\* 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);  
  
\}  
  
  
  
/\*\*  
  
\* MD5加密  
  
\*  
  
\* @param data  
  
\* @return  
  
\* @throws Exception  
  
\*/  
  
public static byte\[\] encryptMD5(byte\[\] data) throws Exception \{  
  
  
  
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY\_MD5);  
  
md5.update(data);  
  
  
  
return md5.digest();  
  
  
  
\}  
  
  
  
/\*\*  
  
\* SHA加密  
  
\*  
  
\* @param data  
  
\* @return  
  
\* @throws Exception  
  
\*/  
  
public static byte\[\] encryptSHA(byte\[\] data) throws Exception \{  
  
  
  
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY\_SHA);  
  
sha.update(data);  
  
  
  
return sha.digest();  
  
  
  
\}  
  
  
  
/\*\*  
  
\* 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 encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  
  
\}  
  
  
  
/\*\*  
  
\* HMAC加密  
  
\*  
  
\* @param data  
  
\* @param key  
  
\* @return  
  
\* @throws Exception  
  
\*/  
  
public static byte\[\] encryptHMAC(byte\[\] data, String key) throws Exception \{  
  
  
  
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY\_MAC);  
  
Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());  
  
mac.init(secretKey);  
  
  
  
return mac.doFinal(data);  
  
  
  
\}  
  
\}  
  
  
再给出一个测试类：  
import static org.junit.Assert.\*;  
  
  
  
import org.junit.Test;  
  
  
  
/\*\*  
  
\*  
  
\* @author 梁栋  
  
\* @version 1.0  
  
\* @since 1.0  
  
\*/  
  
public class CoderTest \{  
  
  
  
@Test  
  
public void test() throws Exception \{  
  
String inputStr = "简单加密";  
  
System.err.println("原文:\\n" + inputStr);  
  
  
  
byte\[\] inputData = inputStr.getBytes();  
  
String code = Coder.encryptBASE64(inputData);  
  
  
  
System.err.println("BASE64加密后:\\n" + code);  
  
  
  
byte\[\] output = Coder.decryptBASE64(code);  
  
  
  
String outputStr = new String(output);  
  
  
  
System.err.println("BASE64解密后:\\n" + outputStr);  
  
  
  
// 验证BASE64加密解密一致性  
  
assertEquals(inputStr, outputStr);  
  
  
  
// 验证MD5对于同一内容加密是否一致  
  
assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder  
  
.encryptMD5(inputData));  
  
  
  
// 验证SHA对于同一内容加密是否一致  
  
assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder  
  
.encryptSHA(inputData));  
  
  
  
String key = Coder.initMacKey();  
  
System.err.println("Mac密钥:\\n" + key);  
  
  
  
// 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致  
  
assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(  
  
inputData, key));  
  
  
  
BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));  
  
System.err.println("MD5:\\n" + md5.toString(16));  
  
  
  
BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));  
  
System.err.println("SHA:\\n" + sha.toString(32));  
  
  
  
BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));  
  
System.err.println("HMAC:\\n" + mac.toString(16));  
  
\}  
  
\}  
  
  
控制台输出：  
原文:  
  
简单加密  
  
BASE64加密后:  
  
566A5Y2V5Yqg5a+G  
  
  
  
BASE64解密后:  
  
简单加密  
  
Mac密钥:  
  
uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke  
  
pBIpkd7QHg==  
  
  
  
MD5:  
  
\-550b4d90349ad4629462113e7934de56  
  
SHA:  
  
91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn  
  
HMAC:  
  
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。