Java加密解密之消息摘要算法(MD5SHAMAC)

1、Java 加密解密之消息摘要算法(MD5 SHA MAC )本文轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò)消息摘要消息摘要(Message Digest )又稱為數(shù)字摘要(Digital Digest)。它是一個(gè)唯 一對(duì)應(yīng)一個(gè)消息或文本的固定長度的值，它由一個(gè)單向Hash加密函數(shù)對(duì)消息進(jìn) 行作用而產(chǎn)生。如果消息在途中改變了，則接收者通過對(duì)收到消息的新產(chǎn)生的摘 要與原摘要比較，就可知道消息是否被改變了。因此消息摘要保證了消息的完整 性。消息摘要采用單向Hash函數(shù)將需加密 的明文"摘要"成一串128bit的密 文，這一串密文亦稱為數(shù)字指紋(Fi nger Print)，它有固定的長度，且不同的明 文摘要成密文

2、，其結(jié)果總是不同的，而同樣的明文其摘要必定一致。這樣這串摘要便可成為驗(yàn)證明文是否是"真身"的"指紋"了。HASH函數(shù)的抗沖突性使得如果一段明文稍有變化，哪怕只更改該段落的一個(gè) 字母，通過哈希算法作用后都將產(chǎn)生不同的值。而HASH算法的單向性使得要找到到哈希值相同的兩個(gè)不 同的輸入消息，在計(jì)算上是不可能的。所以數(shù)據(jù)的 哈希值，即消息摘要，可以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性。哈希函數(shù)的這種對(duì)不同的輸入能 夠生成不同的值的特性使得無法找到兩個(gè)具有相同哈希值的輸入。因此，如果兩個(gè)文檔經(jīng)哈希轉(zhuǎn)換后成為相同的值，就可以肯定它們是同一文檔。所以，當(dāng)希望有效地比較兩個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)，就可以

3、比較它們的哈希值。例如，可以通過比較郵 件發(fā)送前和發(fā)送后的哈希值來驗(yàn)證該郵件在傳遞時(shí)是否修改。消息摘要算法消息摘要算法的主要特征是加密過程不需要密鑰，并且經(jīng)過加密的數(shù)據(jù)無法被解 密，只有輸入相同的明文數(shù)據(jù)經(jīng)過相同的消息摘要算法才能得到相同的密文。消息摘要算法不存在 密鑰的管理與分發(fā)問題，適合于分布式網(wǎng)絡(luò)相同上使用。由 于其加密計(jì)算的工作量相當(dāng)可觀，所以以前的這種算法通常只用于數(shù)據(jù)量有限的 情況下的加密，例如計(jì)算機(jī)的口令就是 用不可逆加密算法加密的。近年來，隨 著計(jì)算機(jī)相同性能的飛速改善，加密速度不再成為限制這種加密技術(shù)發(fā)展的桎梏， 因而消息摘要算法應(yīng)用的領(lǐng)域不斷增加。消息摘要算法的特點(diǎn)： 無論

4、輸入的消息有多長，計(jì)算出來的消息摘要的長度總是固定的。 消息摘要看起來是隨機(jī)的”這些比特看上去是胡亂的雜湊在一起的。 一般地，只要輸入的消息不同，對(duì)其進(jìn)行摘要以后產(chǎn)生的摘要消息也必不相同； 但相同的輸入必會(huì)產(chǎn)生相同的輸出。 消息摘要函數(shù)是無陷門的單向函數(shù)， 即只能進(jìn)行正向的信息摘要，而無法從摘 要中恢復(fù)出任何的消息，甚至根本就找不到任何與原信息相關(guān)的信息。 好的摘要算法，無法找到兩條消息，是它們的摘要相同?，F(xiàn)有的消息摘要算法消息摘要算法包含MD、SHA和MAC三大系列，常用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性， 是 數(shù)據(jù)簽名算法的核心算法。MAC與MD和SHA不同，MAC是含有密鑰的散列函數(shù)算法，我們也常把MA

5、C 稱為HMAC。JDK對(duì)消息摘要算法的支持JDK6支持MD2/MD5/SHA/SHA256/SHA384/SHA512/HmacMD5/HmacSHA1/HmacSHA256/HmacSHA384/HmacSHA512使用到十六進(jìn)制工具類Hex.java見：java byte數(shù)組與十六進(jìn)制字符串互轉(zhuǎn)MD和SHA系列的java實(shí)現(xiàn)：DigestUtils.javaJava代碼1. import java.security.MessageDigest;2. import java.security.NoSuchAlgorithmException;3.3. /*4. * reference ap

6、ache commons <a5. * href="/codec/">/codec/</a>6. *7. * support MD2/MD5/SHA/SHA256/SHA384/SHA5128. * author Aub9. *10. */11. public class DigestUtils 13.14./* return SHA-256消息摘要實(shí)例14./* 根據(jù)給定摘要算法創(chuàng)建一個(gè)消息摘要實(shí)例* param algorithm* 摘要算法名* re

7、turn消息摘要實(shí)例* see MessageDigest#getlnstance(String)* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/static MessageDigest getDigest(String algorithm) try return MessageDigest.getlnstance(algorithm);catch (NoSuchAlgorithmException e) throw new RuntimeException(e.getMessage();發(fā)生時(shí)/

8、*獲取MD5消息摘要實(shí)例* return MD5消息摘要實(shí)例* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/private static MessageDigest getMd5Digest() return getDigest( "MD5");/*獲取SHA-1消息摘要實(shí)例* return SHA-1消息摘要實(shí)例* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/private st

9、atic MessageDigest getShaDigest() return getDigest( "SHA");/*獲取SHA-256消息摘要實(shí)例發(fā)生時(shí)發(fā)生時(shí)7.* return SHA-256消息摘要實(shí)例6.

10、8.99.100.* throws RuntimeException發(fā)生時(shí)* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/private static MessageDigest getSha256Digest() return getDigest( "SHA-256");/*獲取SHA-384消息摘要實(shí)例101.* param data101.* param data* return SHA-384

11、消息摘要實(shí)例101.* param data* throws RuntimeException發(fā)生時(shí)* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/private static MessageDigest getSha384Digest() return getDigest( "SHA-384");/*獲取SHA-512消息摘要實(shí)例* return SHA-512消息摘要實(shí)例* throws RuntimeException發(fā)生時(shí)* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/p

12、rivate static MessageDigest getSha512Digest() return getDigest( "SHA-512");/*使用MD5消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return消息摘要(長度為16的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeMD5( byte data) return getMd5Digest().digest(data);使用MD5消息摘要算法計(jì)算消息摘要*101.* param data* param data00

13、44.145.* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return消息摘要(長度為32的十六進(jìn)制字符串)*/public static String encodeMD5Hex( byte data) return Hex.encodeHexStr(encodeMD5(data);/* 使用SHA-1消息摘要算法計(jì)算消息摘要* p

14、aram data* return SHA-1*/public static/*做消息摘要的數(shù)據(jù)消息摘要（長度為20的字節(jié)數(shù)組）byte encodeSHA（ byte data） return getShaDigest().digest(data);* 使用SHA-1消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return SHA-1*/public static/*消息摘要（長度為40的十六進(jìn)制字符串）String encodeSHAHex(byte data) return Hex.encodeHexStr(getShaDigest().digest(data

15、);使用SHA-256消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return SHA-256消息摘要(長度為 32的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeSHA256( byte data) return getSha256Digest().digest(data);/* 使用SHA-256消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data146.*做消息摘要的數(shù)據(jù)68.1

16、87.188.189.* return SHA-256消息摘要(長度為 64的十六進(jìn)制字符串)*/public static String encodeSHA256Hex( byte data) return Hex.encodeHexStr(encodeSHA256(data);/* 使用SHA-384消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return SHA-384消息摘要(長度為 43的字節(jié)數(shù)組)*/public

17、 static byte encodeSHA384( byte data) return getSha384Digest().digest(data);/* 使用SHA-384消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* return SHA-384消息摘要(長度為 86的十六進(jìn)制字符串)*/public static String encodeSHA384Hex( byte data) return Hex.encodeHexStr(encodeSHA384(data);* 使用SHA-512消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data* 做消息摘要的數(shù)據(jù)* r

18、eturn SHA-512消息摘要(長度為 64的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeSHA512( byte data) return getSha512Digest().digest(data);/* 使用SHA-512消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data190. *做消息摘要的數(shù)據(jù)191. * return SHA-512消息摘要(長度為 128的十六進(jìn)制字符串)192. */193. public static String encodeSHA512Hex( byte data) 194. return Hex.encodeHexStr(enco

19、deSHA512(data);195. 196.197.參考 mon s.codec.digest.DigestUtils下載地址：/codec/download codec.cgiMAC系列的java實(shí)現(xiàn)Hmac.javaJava代碼1. import java.securit yn validKeyException;2. import java.security.Key;3. import java.security.NoSuchAlgorithmException;4.4. import javax.crypto.KeyGenerator

20、;5. import javax.crypto.Mac;6. import javax.crypto.SecretKey;7. import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;9.8. /*9. * Hmac<br/>10. * algorithm HmacMD5/HmacSHA/HmacSHA256/HmacSHA384/HmacSHA51211. * author Aub12. */13. public class Hmac 16.14. /*15. *根據(jù)給定密鑰生成算法創(chuàng)建密鑰16. *17. *paramalgorithm18. *密鑰算法1

21、9. *return密鑰20. *throwsRuntimeException發(fā)生時(shí)21. *當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException22. */private static byte getHmacKey(String algorithm)27./ 初始化 KeyGeneratorKeyGenerator keyGenerator =null ;try keyGenerator = KeyGenerator.getlnstance(algorithm);catch (NoSuchAlgorithmException e) throw new R

22、untimeException(e.getMessage();/產(chǎn)生密鑰SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();/獲得密鑰return secretKey.getEncoded();/*獲取HmaMD5的密鑰* return HmaMD5 的密鑰* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/public static byte getHmaMD5key() return getHmacKey( "HmacMD5");/

23、*獲取HmaSHA的密鑰* return HmaSHA 的密鑰* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/public static byte getHmaSHAkey() return getHmacKey( "HmacSHA1");發(fā)生時(shí)發(fā)生時(shí)/*獲取HmaSHA256的密鑰* return HmaSHA256的密鑰* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/publi

24、c static byte getHmaSHA256key()return getHmacKey( "HmacSHA256");發(fā)生時(shí)0./*獲取HmaSHA384的密鑰* return HmaSHA384的密鑰* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgo

25、rithmException*/public static byte getHmaSHA384key()return getHmacKey( "HmacSHA384");/* 獲取HmaSHA512的密鑰* return HmaSHA384的密鑰* throws RuntimeException* 當(dāng)link java.security.NoSuchAlgorithmException*/public static byte getHmaSHA512key()return getHmacKey( "HmacSHA512");/*轉(zhuǎn)換密鑰* param k

26、ey二進(jìn)制密鑰* param algorithm密鑰算法* return密鑰*/private static Key toKey( byte key,String algorithm)/生成密鑰return new SecretKeySpec(key, algorithm);/*使用HmacMD5消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key 密鑰* return消息摘要（長度為16的字節(jié)數(shù)組）*/114.public static byte encodeHmacMD5( byte data, Key key)發(fā)生時(shí)發(fā)生時(shí)4.75.7

27、000012.113.115.Mac mac =null52.153.154.

28、58.try mac = Mac.getlnstance("HmacMD5");mac.init(key);catch (NoSuchAlgorithmException e) e.printStackTrace();return new byte 0; catch (InvalidKeyException e) e.printStackTrace();return new byte 0;return mac.doFinal(data);/*使用HmacMD5消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key 密

29、鑰* return消息摘要(長度為16的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeHmacMD5( byte data, byte key)Key k = toKey(key,"HmacMD5");return encodeHmacMD5(data, k);/* 使用HmacSHA消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key 密鑰* return消息摘要(長度為16的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeHmacSHA( byte data, Key key)Mac mac =null

30、 ;try mac = Mac.getlnstance("HmacSHA1");mac.init(key);catch (NoSuchAlgorithmException e) e.printStackTrace();return new byte 0; catch (InvalidKeyException e) e.printStackTrace();return new byte 0;159.160.return mac.doFinal(data);161.162.163./*164.*使用HmacSHA消息摘要算法計(jì)算消息摘要165.*166.* param data

31、做消息摘要的數(shù)據(jù)167.* param key密鑰168.* return消息摘要（長度為16的字節(jié)數(shù)組）169.*/170.public staticbyte encodeHmacSHA( byte data,byte key)171.Key k = toKey(key,"HmacSHA1");172.return encodeHmacSHA(data, k);173.174.175./*176.*使用HmacSHA256消息摘要算法計(jì)算消息摘要177.*178.* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)179.* param key密鑰180.* return消息摘要（長

32、度為16的字節(jié)數(shù)組）181.*/182.public staticbyte encodeHmacSHA256( byte data, Key key)183.Mac mac =null ;184.try 185.mac = Mac.getlnstance("HmacSHA256");186.mac.init(key);187.catch (NoSuchAlgorithmException e) 188.e.printStackTrace();189.return new byte 0;190.catch (InvalidKeyException e) 191.e.print

33、StackTrace();192.return new byte 0;193.194.return mac.doFinal(data);195.196.197./*198.*使用HmacSHA256消息摘要算法計(jì)算消息摘要199.*200.* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)201.* param key密鑰202.* return消息摘要（長度為16的字節(jié)數(shù)組）246./*/0027.228.229.

34、45.246./*public static byte encodeHmacSHA256( byte data, byte key)Key k = toKey(key,"HmacSHA256");return encodeHmacSHA256(data, k);/*使用HmacSHA384消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key* return密鑰消息摘要（長度為16的字節(jié)數(shù)組）*/public static

35、Mac mac =byte encodeHmacSHA384( byte data, Key key) null ;246./*try mac = Mac.getlnstance("HmacSHA384");246./*246./*mac.init(key);catch (NoSuchAlgorithmException e) e.printStackTrace();return new byte 0; catch (InvalidKeyException e) e.printStackTrace();return new byte 0;return mac.doFinal

36、(data);/*使用HmacSHA384消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key密鑰* return消息摘要（長度為16的字節(jié)數(shù)組）246./*246./*/public static byte encodeHmacSHA384( byte data, byte key)Key k = toKey(key,"HmacSHA384");246./*246./*return encodeHmacSHA384(data, k);246./*247.* 使用HmacSHA512消息摘要算法計(jì)算消息摘要51.2

37、55.256.257.258.259.260.261.262.263.264.265.266.267.268.269.270.271.272.273.274.275.276.277.278.279.280.281.282.283.284.285.286.287.288.289.290.* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key 密鑰* return消息摘要(長度為16的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeHmacSHA512( byte data, Key key)Mac mac =null ;try mac = Mac.

38、getlnstance("HmacSHA512");mac.init(key);catch (NoSuchAlgorithmException e) e.printStackTrace();return new byte 0; catch (InvalidKeyException e) e.printStackTrace();return new byte 0;return mac.doFinal(data);/* 使用HmacSHA512消息摘要算法計(jì)算消息摘要* param data做消息摘要的數(shù)據(jù)* param key 密鑰* return消息摘要(長度為16的字節(jié)數(shù)組)*/public static byte encodeHmacSHA512( byte data, byte key)Key k = toKey(key,"HmacSHA512");return encodeHmacSHA512(data, k);private static String showByt