本文探讨了数字签名的流程，包括BASE64、MD5和HMAC的使用。BASE64常用于邮件和HTTP加密，MD5通常不直接用于加密，而HMAC是一种基于密钥的Hash算法，用于消息鉴别。文章还展示了相关代码示例。
最近由于需要使用数字签名，于是了解一下各种算法的利弊及实现
数字签名流程图：
---------BASE64-----------
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。
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。
/**
* BASE64解密
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
//decodeBuffer 是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
}
decodeBuffer作用将key转为一个byte数组，源码如下：
public byte[] decodeBuffer(String var1) throws IOException {
byte[] var2 = new byte[var1.length()]; //将得到的字符串var1的长度生成新的一个字节数组；
var1.getBytes(0, var1.length(), var2, 0);
ByteArrayInputStream var3 = new ByteArrayInputStream(var2);
ByteArrayOutputStream var4 = new ByteArrayOutputStream();
this.decodeBuffer(var3, var4);
return var4.toByteArray();
}
========================================================
---------MD5-----------
注：一般不直接使用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。
/*
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5); //获得实例
md5.update(data);
return md5.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。
/**
* 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);
}
–all code display as follows:–
package com.yjpi;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.MessageDigest;
public class Coder {
private static final String KEY_MD5 = "MD5";
private static final String KEY_SHA = "SHA";
private static final String KEY_MAC = "MAC";
/*
===============================BASE64=================================================
*/
/**
* 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。
* 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。
*
* 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=================================================
*/
/**
* MD5加密
*不直接使用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。
* @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=================================================
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
*/
/**
* 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。
*/
/**
* 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);
}
}
- 测试类
package com.yjpi;
import org.junit.Before;
import org.junit.Test;
import java.util.Map;
import static junit.framework.TestCase.assertEquals;
import static junit.framework.TestCase.assertTrue;
public class RSACoderTest {
private String publicKey;
private String privateKey;
@Before
public void setUp() throws Exception {
Map<String, Object> keyMap = RSACoder.initKey();
publicKey = RSACoder.getPublicKey(keyMap);
privateKey = RSACoder.getPrivateKey(keyMap);
System.err.println("公钥: \n\r" + publicKey);
System.err.println("私钥： \n\r" + privateKey);
}
@Test
public void test() throws Exception {
System.err.println("公钥加密——私钥解密");
String inputStr = "xyz";
byte[] data = inputStr.getBytes();
byte[] encodedData = RSACoder.encryptByPublicKey(data, publicKey);
byte[] decodedData = RSACoder.decryptByPrivateKey(encodedData,
privateKey);
String outputStr = new String(decodedData);
System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
assertEquals(inputStr, outputStr);
}
@Test
public void testSign() throws Exception {
System.err.println("私钥加密——公钥解密");
String inputStr = "sign";
byte[] data = inputStr.getBytes();
byte[] encodedData = RSACoder.encryptByPrivateKey(data, privateKey);
byte[] decodedData = RSACoder
.decryptByPublicKey(encodedData, publicKey);
String outputStr = new String(decodedData);
System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
assertEquals(inputStr, outputStr);
System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
// 产生签名
String sign = RSACoder.sign(encodedData, privateKey);
System.err.println("签名:\r" + sign);
// 验证签名
boolean status = RSACoder.verify(encodedData, publicKey, sign);
System.err.println("状态:\r" + status);
assertTrue(status);
}
}
-控制台输出结果：
不管你在哪儿，我都会找寻
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