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单向加密算法

算法junitSUNLinuxSecurity 
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参考：http://snowolf.iteye.com/blog/380034

 

本篇内容简要介绍BASE64、MD5、SHA、HMAC几种加密算法。 

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。



通过java代码实现如下：

Java代码 复制代码
  1. /**  
  2.  * BASE64解密  
  3.  *   
  4.  * @param key  
  5.  * @return  
  6.  * @throws Exception  
  7.  */  
  8. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {   
  9.     return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);   
  10. }   
  11.   
  12. /**  
  13.  * BASE64加密  
  14.  *   
  15.  * @param key  
  16.  * @return  
  17.  * @throws Exception  
  18.  */  
  19. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {   
  20.     return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);   
  21. }  
	/**
	 * 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);
	}


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。

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。



通过java代码实现如下：

Java代码 复制代码
  1. /**  
  2.  * MD5加密  
  3.  *   
  4.  * @param data  
  5.  * @return  
  6.  * @throws Exception  
  7.  */  
  8. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {   
  9.   
  10.     MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
  11.     md5.update(data);   
  12.   
  13.     return md5.digest();   
  14.   
  15. }  
	/**
	 * 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();

	}



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。

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。



通过java代码实现如下：

Java代码 复制代码
  1.     /**  
  2.      * SHA加密  
  3.      *   
  4.      * @param data  
  5.      * @return  
  6.      * @throws Exception  
  7.      */  
  8.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {   
  9.   
  10.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);   
  11.         sha.update(data);   
  12.   
  13.         return sha.digest();   
  14.   
  15.     }   
  16. }  
	/**
	 * 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();

	}
}



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。



通过java代码实现如下：

Java代码 复制代码
  1. /**  
  2.  * 初始化HMAC密钥  
  3.  *   
  4.  * @return  
  5.  * @throws Exception  
  6.  */  
  7. public static String initMacKey() throws Exception {   
  8.     KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);   
  9.   
  10.     SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();   
  11.     return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());   
  12. }   
  13.   
  14. /**  
  15.  * HMAC加密  
  16.  *   
  17.  * @param data  
  18.  * @param key  
  19.  * @return  
  20.  * @throws Exception  
  21.  */  
  22. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {   
  23.   
  24.     SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);   
  25.     Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());   
  26.     mac.init(secretKey);   
  27.   
  28.     return mac.doFinal(data);   
  29.   
  30. }  
	/**
	 * 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);

	}



给出一个完整类，如下：

Java代码 复制代码
  1. import java.security.MessageDigest;   
  2.   
  3. import javax.crypto.KeyGenerator;   
  4. import javax.crypto.Mac;   
  5. import javax.crypto.SecretKey;   
  6.   
  7. import sun.misc.BASE64Decoder;   
  8. import sun.misc.BASE64Encoder;   
  9.   
  10. /**  
  11.  * 基础加密组件  
  12.  *   
  13.  * @author 梁栋  
  14.  * @version 1.0  
  15.  * @since 1.0  
  16.  */  
  17. public abstract class Coder {   
  18.     public static final String KEY_SHA = "SHA";   
  19.     public static final String KEY_MD5 = "MD5";   
  20.   
  21.     /**  
  22.      * MAC算法可选以下多种算法  
  23.      *   
  24.      * <pre>  
  25.      * HmacMD5   
  26.      * HmacSHA1   
  27.      * HmacSHA256   
  28.      * HmacSHA384   
  29.      * HmacSHA512  
  30.      * </pre>  
  31.      */  
  32.     public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";   
  33.   
  34.     /**  
  35.      * BASE64解密  
  36.      *   
  37.      * @param key  
  38.      * @return  
  39.      * @throws Exception  
  40.      */  
  41.     public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {   
  42.         return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);   
  43.     }   
  44.   
  45.     /**  
  46.      * BASE64加密  
  47.      *   
  48.      * @param key  
  49.      * @return  
  50.      * @throws Exception  
  51.      */  
  52.     public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {   
  53.         return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);   
  54.     }   
  55.   
  56.     /**  
  57.      * MD5加密  
  58.      *   
  59.      * @param data  
  60.      * @return  
  61.      * @throws Exception  
  62.      */  
  63.     public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {   
  64.   
  65.         MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
  66.         md5.update(data);   
  67.   
  68.         return md5.digest();   
  69.   
  70.     }   
  71.   
  72.     /**  
  73.      * SHA加密  
  74.      *   
  75.      * @param data  
  76.      * @return  
  77.      * @throws Exception  
  78.      */  
  79.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {   
  80.   
  81.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);   
  82.         sha.update(data);   
  83.   
  84.         return sha.digest();   
  85.   
  86.     }   
  87.   
  88.     /**  
  89.      * 初始化HMAC密钥  
  90.      *   
  91.      * @return  
  92.      * @throws Exception  
  93.      */  
  94.     public static String initMacKey() throws Exception {   
  95.         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);   
  96.   
  97.         SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();   
  98.         return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());   
  99.     }   
  100.   
  101.     /**  
  102.      * HMAC加密  
  103.      *   
  104.      * @param data  
  105.      * @param key  
  106.      * @return  
  107.      * @throws Exception  
  108.      */  
  109.     public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {   
  110.   
  111.         SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);   
  112.         Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());   
  113.         mac.init(secretKey);   
  114.   
  115.         return mac.doFinal(data);   
  116.   
  117.     }   
  118. }  
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：

Java代码 复制代码
  1. import static org.junit.Assert.*;   
  2.   
  3. import org.junit.Test;   
  4.   
  5. /**  
  6.  *   
  7.  * @author 梁栋  
  8.  * @version 1.0  
  9.  * @since 1.0  
  10.  */  
  11. public class CoderTest {   
  12.   
  13.     @Test  
  14.     public void test() throws Exception {   
  15.         String inputStr = "简单加密";   
  16.         System.err.println("原文:\n" + inputStr);   
  17.   
  18.         byte[] inputData = inputStr.getBytes();   
  19.         String code = Coder.encryptBASE64(inputData);   
  20.   
  21.         System.err.println("BASE64加密后:\n" + code);   
  22.   
  23.         byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);   
  24.   
  25.         String outputStr = new String(output);   
  26.   
  27.         System.err.println("BASE64解密后:\n" + outputStr);   
  28.   
  29.         // 验证BASE64加密解密一致性   
  30.         assertEquals(inputStr, outputStr);   
  31.   
  32.         // 验证MD5对于同一内容加密是否一致   
  33.         assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder   
  34.                 .encryptMD5(inputData));   
  35.   
  36.         // 验证SHA对于同一内容加密是否一致   
  37.         assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder   
  38.                 .encryptSHA(inputData));   
  39.   
  40.         String key = Coder.initMacKey();   
  41.         System.err.println("Mac密钥:\n" + key);   
  42.   
  43.         // 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致   
  44.         assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(   
  45.                 inputData, key));   
  46.   
  47.         BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));   
  48.         System.err.println("MD5:\n" + md5.toString(16));   
  49.   
  50.         BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));   
  51.         System.err.println("SHA:\n" + sha.toString(32));   
  52.   
  53.         BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));   
  54.         System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));   
  55.     }   
  56. }  
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：

Console代码 复制代码
  1. 原文:   
  2. 简单加密   
  3. BASE64加密后:   
  4. 566A5Y2V5Yqg5a+G   
  5.   
  6. BASE64解密后:   
  7. 简单加密   
  8. Mac密钥:   
  9. uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke   
  10. pBIpkd7QHg==   
  11.   
  12. MD5:   
  13. -550b4d90349ad4629462113e7934de56   
  14. SHA:   
  15. 91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn   
  16. HMAC:   
  17. 2287d192387e95694bdbba2fa941009a  
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。

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    MD5就是采用单向加密的加密算法，所谓单向加密就是只能对数据进行加密，也就是说，没有办法对加密以后的数据进行解密。在实际中的一个应用就是数据库中的用户信息加密，当用户创建一个新的账号或者密码，他的信息...

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    md5单向散列加密算法,此压缩包,包含完整调用DLL源码,PB格式.导入后直接可以应用.

    基于JAVA的加密算法（包括10种加密技术）

    Java加密技术（一） 关键字: java 加密基础, base64, md5, mac, sha, 单向加密 。。。。。。。。。。。。。。

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    java加密技术 与单向加密算法MD5&SHA;&MAC; 对称加密算法DES&AES; PBE 算法

    VB的md5加密算法(32位支持中文)

    所谓MD5，即“Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法）”，它由MD2、MD3、MD4发展而来的一种单向函数算法（也就是HASH算法），它是国际著名的公钥加密算法标准RSA的第一设 计者R.Rivest于上个世纪90年代初开发...

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    在网络传输中,我们要确保一些敏感的数据在传输的过程中不会被篡改、截取,这就需要用加密算法对...MD5是一种单向加密算法,其加密后的数据难以解密,所以广泛应用在各大型网站以及管理系统中用来保护用户口令安全。文...

    Python内置加密模块用法解析

    这篇文章主要介绍了Python内置加密模块用法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下 ...单向加密算法，支持设置一个额外的密匙（salt）来提高

    Discuz! X3找回重置管理员密码的方法.docx

    MD5是一种单向加密算法，也就是说一旦密码被加密，无法直接反转回原始密码。 重置管理员密码的步骤 1. 打开网站根目录下的子目录uc_server/data，找到文件config.inc.php、config/config_global.php和config/...

    Java中常用的加密算法

    MD5全称Message_Digest Algorithm-5，即信息-摘要算法5，消息摘要是采用任意大小的数据并输出固定长度散列值的安全单向散列函数(加密算法如SHA-1或SHA-256)，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...

    s/key协议及部分加密算法

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