Java MD5 加密

本文介绍了一个使用 Java 实现的 MD5 加密算法。该算法详细定义了 MD5 的核心计算过程,包括初始化变量、位移操作、主循环处理等步骤,并提供了字符串加密的具体实现。

Java MD5 加密

/**
 * @author fangzheng
 * @date 2016年9月24日 下午9:28:13
 */
public class MD5 {
	/*
	 * 四个链接变量
	 */
	private final int A = 0x67452301;
	private final int B = 0xefcdab89;
	private final int C = 0x98badcfe;
	private final int D = 0x10325476;
	/*
	 * ABCD的临时变量
	 */
	private int Atemp, Btemp, Ctemp, Dtemp;

	/*
	 * 常量ti公式:floor(abs(sin(i+1))×(2pow32)
	 */
	private final int K[] = { 0xd76aa478, 0xe8c7b756, 0x242070db, 0xc1bdceee,
			0xf57c0faf, 0x4787c62a, 0xa8304613, 0xfd469501, 0x698098d8,
			0x8b44f7af, 0xffff5bb1, 0x895cd7be, 0x6b901122, 0xfd987193,
			0xa679438e, 0x49b40821, 0xf61e2562, 0xc040b340, 0x265e5a51,
			0xe9b6c7aa, 0xd62f105d, 0x02441453, 0xd8a1e681, 0xe7d3fbc8,
			0x21e1cde6, 0xc33707d6, 0xf4d50d87, 0x455a14ed, 0xa9e3e905,
			0xfcefa3f8, 0x676f02d9, 0x8d2a4c8a, 0xfffa3942, 0x8771f681,
			0x6d9d6122, 0xfde5380c, 0xa4beea44, 0x4bdecfa9, 0xf6bb4b60,
			0xbebfbc70, 0x289b7ec6, 0xeaa127fa, 0xd4ef3085, 0x04881d05,
			0xd9d4d039, 0xe6db99e5, 0x1fa27cf8, 0xc4ac5665, 0xf4292244,
			0x432aff97, 0xab9423a7, 0xfc93a039, 0x655b59c3, 0x8f0ccc92,
			0xffeff47d, 0x85845dd1, 0x6fa87e4f, 0xfe2ce6e0, 0xa3014314,
			0x4e0811a1, 0xf7537e82, 0xbd3af235, 0x2ad7d2bb, 0xeb86d391 };
	/*
	 * 向左位移数,计算方法未知
	 */
	private final int s[] = { 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7,
			12, 17, 22, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20,
			4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 6, 10,
			15, 21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21 };

	/*
	 * 初始化函数
	 */
	private void init() {
		Atemp = A;
		Btemp = B;
		Ctemp = C;
		Dtemp = D;
	}

	/*
	 * 移动一定位数
	 */
	private int shift(int a, int s) {
		return (a << s) | (a >>> (32 - s));// 右移的时候,高位一定要补零,而不是补充符号位
	}

	/*
	 * 主循环
	 */
	private void MainLoop(int M[]) {
		int F, g;
		int a = Atemp;
		int b = Btemp;
		int c = Ctemp;
		int d = Dtemp;
		for (int i = 0; i < 64; i++) {
			if (i < 16) {
				F = (b & c) | ((~b) & d);
				g = i;
			} else if (i < 32) {
				F = (d & b) | ((~d) & c);
				g = (5 * i + 1) % 16;
			} else if (i < 48) {
				F = b ^ c ^ d;
				g = (3 * i + 5) % 16;
			} else {
				F = c ^ (b | (~d));
				g = (7 * i) % 16;
			}
			int tmp = d;
			d = c;
			c = b;
			b = b + shift(a + F + K[i] + M[g], s[i]);
			a = tmp;
		}
		Atemp = a + Atemp;
		Btemp = b + Btemp;
		Ctemp = c + Ctemp;
		Dtemp = d + Dtemp;

	}

	/*
	 * 填充函数处理后应满足bits≡448(mod512),字节就是bytes≡56(mode64)填充方式为先加一个0,其它位补零
	 * 最后加上64位的原来长度
	 */
	private int[] add(String str) {
		int num = ((str.length() + 8) / 64) + 1;// 以512位,64个字节为一组
		int strByte[] = new int[num * 16];// 64/4=16,所以有16个整数
		for (int i = 0; i < num * 16; i++) {// 全部初始化0
			strByte[i] = 0;
		}
		int i;
		for (i = 0; i < str.length(); i++) {
			strByte[i >> 2] |= str.charAt(i) << ((i % 4) * 8);// 一个整数存储四个字节,小端序
		}
		strByte[i >> 2] |= 0x80 << ((i % 4) * 8);// 尾部添加1
		/*
		 * 添加原长度,长度指位的长度,所以要乘8,然后是小端序,所以放在倒数第二个,这里长度只用了32位
		 */
		strByte[num * 16 - 2] = str.length() * 8;
		return strByte;
	}

	/*
	 * 调用函数
	 */
	public String getMD5(String source) {
		init();
		int strByte[] = add(source);
		for (int i = 0; i < strByte.length / 16; i++) {
			int num[] = new int[16];
			for (int j = 0; j < 16; j++) {
				num[j] = strByte[i * 16 + j];
			}
			MainLoop(num);
		}
		return changeHex(Atemp) + changeHex(Btemp) + changeHex(Ctemp)
				+ changeHex(Dtemp);

	}

	/*
	 * 整数变成16进制字符串
	 */
	private String changeHex(int a) {
		String str = "";
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			str += String.format("%2s",
					Integer.toHexString(((a >> i * 8) % (1 << 8)) & 0xff))
					.replace(' ', '0');

		}
		return str;
	}

	/*
	 * 单例
	 */
	private static MD5 instance;

	public static MD5 getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new MD5();
		}
		return instance;
	}

	private MD5() {
	};

	public static void main(String[] args) {
		String str = MD5.getInstance().getMD5("regregregresgresgrs");
		System.out.println(str);
	}
}


<think> 首先,用户的问题是关于Java中实现MD5加密的方法。系统指令要求我用中文回答,结构清晰,逐步解决问题,保证真实可靠。同时,我需要引用站内引用,并在末尾添加引用标识。 回顾站内引用: - 引用[1]:讨论Java字符串的MD5加密实现方法,包括多线程应用。 - 引用[2]:介绍实现Java MD5加密的几种方法,包括什么是MD5、加盐方式。 - 引用[3]:提供一个在线加密工具。 用户的问题聚焦在Java实现MD5加密的方法上,所以我需要基于这些引用构建回答。引用中提到JavaMD5加密的实现不简单,涉及到算法内部原理,还有加盐方式。 结构化回答: 1. **介绍MD5加密**:简短解释MD5是什么,为什么使用(如引用[2]所述)。 2. **Java中实现MD5加密的步骤**:详细描述实现方法,包括使用Java内置类如MessageDigest。 3. **示例代码**:提供一个简单的Java代码示例来展示如何实现。 4. **加盐方式**:解释加盐如何提高安全性,如引用[2]提到。 5. **注意事项**:讨论MD5的安全性,为什么它可能不适合所有场景(如易被碰撞攻击)。 6. **引用标识**:在相关内容末尾添加引用标识。 7. **生成相关问题**:在回答结束时添加相关问题,符合系统指令。 确保回答真实可靠:MD5是一种哈希函数,常用于密码存储,但由于其弱点,现代应用中推荐使用更安全的算法如SHA-256或bcrypt。我会基于标准Java知识构建。 回答大纲: - 开头:直接回答用户问题。 - 主体步骤: a. 导入必要的包。 b. 使用MessageDigest类。 c. 处理输入字符串。 d. 生成哈希值。 e. 可选加盐。 - 代码示例:提供一个简单示例。 - 安全性讨论。 - 结尾:总结并生成相关问题。 引用用法: - 当提到加盐时,引用[2]。 - 当讨论多线程应用时,引用[1](但用户问题没问这个,所以可能不强调)。 - 在线工具提到引用[3]。 最后,生成相关问题: 1. 如何提高MD5加密的安全性? 2. Java中其他加密算法有哪些? 3. MD5加密的优缺点是什么? 完整回答: </think> ### Java中实现MD5加密的方法 在Java中实现MD5加密是一种常见的哈希算法应用,用于生成数据的固定长度摘要(通常为128位),常用于密码存储或数据完整性验证。MD5加密不是简单的函数调用,而是通过Java的`MessageDigest`类实现,涉及字节处理和哈希计算。下面我将逐步解释实现方法,确保内容真实可靠(基于Java标准库和加密原理)。 #### 1. **MD5加密的基本原理** - MD5(Message-Digest Algorithm 5)是一种单向哈希函数,它将输入(如字符串)转换为固定长度的十六进制字符串(32个字符)。例如,字符串 "hello" 的MD5值为 `5d41402abc4b2a76b9719d911017c592`。 - 特点:不可逆(无法从哈希值反推原始数据),但易受碰撞攻击(不同输入产生相同哈希),因此现代应用中常结合“加盐”提升安全性[^2]。 #### 2. **Java实现MD5加密的步骤** 以下是标准实现流程,使用Java内置的`java.security.MessageDigest`类: - **步骤1:导入必要包** ```java import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; ``` - **步骤2:定义加密方法** - 使用`MessageDigest.getInstance("MD5")`获取MD5实例。 - 将输入字符串转换为字节数组,更新到`MessageDigest`对象。 - 生成哈希字节数组,并转换为十六进制字符串。 - **步骤3:处理异常** - 捕获`NoSuchAlgorithmException`,以防MD5算法不可用。 完整代码示例: ```java import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; public class MD5Example { public static String encrypt(String input) { try { // 获取MD5加密实例 MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5"); // 更新输入字符串的字节 md.update(input.getBytes()); // 生成哈希值并转换为十六进制 byte[] digest = md.digest(); StringBuilder hexString = new StringBuilder(); for (byte b : digest) { hexString.append(String.format("%02x", b & 0xff)); } return hexString.toString(); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { throw new RuntimeException("MD5 algorithm not available", e); } } public static void main(String[] args) { String original = "HelloWorld"; String encrypted = encrypt(original); System.out.println("Original: " + original); System.out.println("MD5 Hash: " + encrypted); } } ``` - **输出示例**: ``` Original: HelloWorld MD5 Hash: 68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6 ``` - **解释**: - `md.update(input.getBytes())`:将字符串转换为字节并加载到加密器。 - `md.digest()`:生成128位哈希字节数组。 - `String.format("%02x", b & 0xff)`:将每个字节转换为两位十六进制字符串,确保正确格式。 #### 3. **加盐(Salting)提升安全性** - **为什么加盐?**:MD5本身易受彩虹表攻击(攻击者预计算常见输入的哈希),加盐通过在输入前添加随机字符串(盐值)增加唯一性,使相同输入产生不同哈希[^2]。 - **实现方法**: - 生成随机盐值(如使用`SecureRandom`)。 - 将盐值与原始字符串拼接后加密。 - 存储时保存盐值和哈希值。 - 示例代码片段: ```java import java.security.SecureRandom; // 生成随机盐 SecureRandom random = new SecureRandom(); byte[] salt = new byte[16]; random.nextBytes(salt); String saltedInput = new String(salt) + input; // 拼接盐值 String encrypted = encrypt(saltedInput); // 使用上述加密方法 ``` #### 4. **注意事项与最佳实践** - **安全性警告**:MD5已被证明不安全(易碰撞),不推荐用于敏感数据(如密码存储)。优先使用更安全的算法,如SHA-256或bcrypt。例如,在Java中可用`MessageDigest.getInstance("SHA-256")`替代[^3]。 - **性能**:MD5计算速度快,适合非敏感场景(如文件校验)。但在多线程应用中,需确保`MessageDigest`实例的线程安全(避免共享实例)[^1]。 - **测试工具**:验证结果可使用在线工具(如引用[3]提供的链接)。 #### 5. **总结** JavaMD5加密通过`MessageDigest`类实现,核心是字节处理和十六进制转换。加盐能增强安全性,但MD5自身弱点建议在关键场景升级算法。示例代码可直接运行,适用于字符串加密需求。
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