消息摘要的编程使用（MD5、SHA、HMAC）

左手的ㄟ右手 2022-09-28 14:25 181阅读 0赞

## 消息摘要的概念：     ##

唯一对应一个消息或文本的固定长度的值，由一个单向Hash加密函数对消息进行作用而产生

##  消息摘要的分类：    ##

（1）MD（Message Ｄigest）：消息摘要算法

（2）SHA（Secure Hash Ａlgorithm）：安全散列算法

（3）MAC（Message Authentication Code）：消息认证码算法

## 消息摘要的日常应用    ##

验证文件的完整性

## MD 算法的编程使用    ##

为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护，分为md2(128位)，md5(128位)，md2目前已被弃用。

package com.cry.md5;
    
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.security.DigestInputStream;
    import java.security.MessageDigest;
    import java.security.NoSuchAlgorithmException;
    
    import com.cry.ByteToHexUtil;
    
    /**
     * md5消息摘要（用于检测文件的完整性）
     * @author zhangwx
     *
     */
    public class MD5Util {
    	
    	/**
    	 * 字符串md5
    	 * @param data
    	 * @return
    	 * @throws NoSuchAlgorithmException
    	 */
    	public static String encryptMD5(byte[] data,String type) throws NoSuchAlgorithmException{
    		MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(type);
    		md5.update(data);
    		byte[] result = md5.digest();
    		//转为16进制
    		String str = ByteToHexUtil.bytesToHexString(result);
    		return str;
    	}
    	
    	/**
    	 * 文件消息摘要
    	 * @param path
    	 * @return
    	 * @throws NoSuchAlgorithmException
    	 * @throws IOException
    	 */
    	public static String encryptMD5OfFile(String path,String type) throws NoSuchAlgorithmException, IOException{
    		FileInputStream in = new FileInputStream(new File(path));
    		DigestInputStream dis = new DigestInputStream(in, MessageDigest.getInstance(type));
    		byte[] buffer = new byte[1024];
    		int read = dis.read(buffer, 0, 1024);
    		while (read != -1){
    			read = dis.read(buffer, 0, 1024);
    		}
    		MessageDigest md5 = dis.getMessageDigest();
    		String result = ByteToHexUtil.bytesToHexString(md5.digest());
    		return result;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, IOException {
    		String str = "test md5";
    		System.out.println(MD5Util.encryptMD5(str.getBytes(),"MD5"));
    		System.out.println(MD5Util.encryptMD5OfFile("D:/Installpackage/PieTTY 0.3.26.exe","MD5"));
    	}
    }

package com.cry;
    
    public class ByteToHexUtil {
    	public static String bytesToHexString(byte[] src){
    		StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
    		if(src==null||src.length<=0){
    			return null;
    		}
    		for (int i = 0; i < src.length; i++) {  int v = src[i] & 0xFF;
    			String hv = Integer.toHexString(v);
    			if (hv.length() < 2) {
    				stringBuilder.append(0);
    			}   
    			stringBuilder.append(hv);
    		}   
    		return stringBuilder.toString();   
    	}
    }

## SHA算法的编程使用    ##

安全哈希算法，主要适用于数字签名标准里面定义的数字签名算法，SHA-1(160位)，SHA-256(256位)，

SHA-384(384位)，SHA-512(512位)，向上减少碰撞几率。

package com.cry.sha;
    
    import java.security.MessageDigest;
    import java.security.NoSuchAlgorithmException;
    
    import com.cry.ByteToHexUtil;
    
    public class SHAUtils {
    	
    	/**
    	 * sha安全消息摘要（相比md5更安全，其中SHA-256，SHA-384拥有更小的碰撞几率）
    	 * @param data
    	 * @param type
    	 * @return
    	 * @throws NoSuchAlgorithmException
    	 */
    	public static String encryptSHA(byte[] data,String type) throws NoSuchAlgorithmException{
    		MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(type);
    		sha.update(data);
    		//转16进制
    		String result = ByteToHexUtil.bytesToHexString(sha.digest());
    		return result;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
    		String str = "test sha";
    		System.out.println(str+">>>SHA-1>>>"+SHAUtils.encryptSHA(str.getBytes(), "SHA"));
    		System.out.println(str+">>>SHA-256>>>"+SHAUtils.encryptSHA(str.getBytes(), "SHA-256"));
    		System.out.println(str+">>>SHA-384>>>"+SHAUtils.encryptSHA(str.getBytes(), "SHA-384"));
    	}
    }

## 引言：单一MD或SHA算法缺点？    ##

摘要值容易被篡改！

## HMAC 算法的基本概念     ##

结合了MD5和SHA算法的优势，同时用密钥对摘要加密，是一种更为安全的消息摘要算法

package com.cry.hmac;
    
    import java.security.InvalidKeyException;
    import java.security.NoSuchAlgorithmException;
    
    import javax.crypto.KeyGenerator;
    import javax.crypto.Mac;
    import javax.crypto.SecretKey;
    import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
    
    import com.cry.ByteToHexUtil;
    
    /**
     * 结合了MD5和SHA算法的优势，同时用密钥对摘要加密，是一种更为安全的消息摘要算法
     * 秘钥只有发送方和接收方知道
     * @author zhangwx
     *
     */
    public class HMACUtils {
    	
    	/**
    	 * 生成秘钥
    	 * @param type
    	 * @return
    	 * @throws NoSuchAlgorithmException
    	 */
    	public static byte[] getSecretKey(String type) throws NoSuchAlgorithmException{
    		//初始化KeyGenerator
    		KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance(type);
    		//生成秘钥
    		SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();
    		//转化为字节数组
    		byte[] key = secretKey.getEncoded();
    		return key;
    	}
    	
    	/**
    	 * 消息摘要
    	 * @param key
    	 * @param type
    	 * @return
    	 * @throws NoSuchAlgorithmException
    	 * @throws InvalidKeyException
    	 */
    	public static String encryptHmacMD5(byte[] key,String type) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException{
    		//还原秘钥
    		SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, type);
    		//实例化Mac
    		Mac mac = Mac.getInstance(type);
    		//用秘钥初始化Mac
    		mac.init(secretKey);
    		//获取消息摘要
    		byte[] result = mac.doFinal();
    		String str = ByteToHexUtil.bytesToHexString(result);
    		return str;
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
    		String type = "HmacMD5";
    		byte[] secretKey = HMACUtils.getSecretKey(type);
    		System.out.println(HMACUtils.encryptHmacMD5(secretKey, type));
    		
    		type = "HmacSHA1";
    		secretKey = HMACUtils.getSecretKey(type);
    		System.out.println(HMACUtils.encryptHmacMD5(secretKey, type));
    		
    		type = "HmacSHA256";
    		secretKey = HMACUtils.getSecretKey(type);
    		System.out.println(HMACUtils.encryptHmacMD5(secretKey, type));
    	}
    }