本文介绍了Java中常见的加密解密算法，包括BASE64、MD5、SHA和HMAC等，并提供了具体的Java代码实现。
加密解密，曾经是我一个毕业设计的重要组件。在工作了多年以后回想当时那个加密、解密算法，实在是太单纯了。
言归正传，这里我们主要描述Java已经实现的一些加密解密算法，最后介绍数字证书。
如基本的单向加密算法：
•BASE64 严格地说，属于编码格式，而非加密算法
•MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
•SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
•HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)
复杂的对称加密（DES、PBE）、非对称加密算法：
•DES(Data Encryption Standard，数据加密算法)
•PBE(Password-based encryption，基于密码验证)
•RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
•DH(Diffie-Hellman算法，密钥一致协议)
•DSA(Digital Signature Algorithm，数字签名)
•ECC(Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学)
本篇内容简要介绍BASE64、MD5、SHA、HMAC几种方法。
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
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
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
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
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
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. *
25. * HmacMD5 26. * HmacSHA1 27. * HmacSHA256 28. * HmacSHA384 29. * HmacSHA512 30. *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 * *
* HmacMD5 * HmacSHA1 * HmacSHA256 * HmacSHA384 * HmacSHA512 **/ 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 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 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 注意 编译时，可能会看到如下提示： 引用 警告：sun.misc.BASE64Decoder 是 Sun 的专用 API，可能会在未来版本中删除 import sun.misc.BASE64Decoder; ^ 警告：sun.misc.BASE64Encoder 是 Sun 的专用 API，可能会在未来版本中删除 import sun.misc.BASE64Encoder; ^ BASE64Encoder和BASE64Decoder是非官方JDK实现类。虽然可以在JDK里能找到并使用，但是在API里查不到。JRE 中 sun 和 com.sun 开头包的类都是未被文档化的，他们属于 java, javax 类库的基础，其中的实现大多数与底层平台有关，一般来说是不推荐使用的。 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。
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
