加密解密，曾經(jīng)是我一個畢業(yè)設計的重要組件。在工作了多年以后回想當時那個加密、解密算法，實在是太單純了。
言歸正傳，這里我們主要描述Java已經(jīng)實現(xiàn)的一些加密解密算法，最后介紹數(shù)字證書。
如基本的單向加密算法：
● BASE64 嚴格地說，屬于編碼格式，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，散列消息鑒別碼)
復雜的對稱加密（DES、PBE）、非對稱加密算法：
● DES(Data Encryption Standard，數(shù)據(jù)加密算法)
● PBE(Password-based encryption，基于密碼驗證)
● RSA(算法的名字以發(fā)明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
● DH(Diffie-Hellman算法，密鑰一致協(xié)議)
● DSA(Digital Signature Algorithm，數(shù)字簽名)
● ECC(Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學)
本篇內(nèi)容簡要介紹BASE64、MD5、SHA、HMAC幾種方法。
MD5、SHA、HMAC這三種加密算法，可謂是非可逆加密，就是不可解密的加密方法。我們通常只把他們作為加密的基礎。單純的以上三種的加密并不可靠。
BASE64
按照RFC2045的定義，Base64被定義為：Base64內(nèi)容傳送編碼被設計用來把任意序列的8位字節(jié)描述為一種不易被人直接識別的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）
常見于郵件、http加密，截取http信息，你就會發(fā)現(xiàn)登錄操作的用戶名、密碼字段通過BASE64加密的。
通過java代碼實現(xiàn)如下：
/**
* BASE64解密 http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
*
* @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兩個類，我們只需要知道使用對應的方法即可。另，BASE加密后產(chǎn)生的字節(jié)位數(shù)是8的倍數(shù)，如果不夠位數(shù)以=符號填充。
MD5
MD5 —— message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）縮寫，廣泛用于加密和解密技術，常用于文件校驗。校驗？不管文件多大，經(jīng)過MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現(xiàn)在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎么用？當然是把ISO經(jīng)過MD5后產(chǎn)生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載鏈接旁邊放著MD5的串。就是用來驗證文件是否一致的。
通過java代碼實現(xiàn)如下：
/**
* MD5加密 http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
*
* @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();
}
通常我們不直接使用上述MD5加密。通常將MD5產(chǎn)生的字節(jié)數(shù)組交給BASE64再加密一把，得到相應的字符串。
SHA
SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法），數(shù)字簽名等密碼學應用中重要的工具，被廣泛地應用于電子商務等信息安全領域。雖然，SHA與MD5通過碰撞法都被破解了， 但是SHA仍然是公認的安全加密算法，較之MD5更為安全。
通過java代碼實現(xiàn)如下：
/**
* SHA加密 http://www.5a520.cn http://www.bt285.cn
*
* @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，散列消息鑒別碼，基于密鑰的Hash算法的認證協(xié)議。消息鑒別碼實現(xiàn)鑒別的原理是，用公開函數(shù)和密鑰產(chǎn)生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑒別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數(shù)據(jù)塊，即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發(fā)送方共享的密鑰進行鑒別認證等。
通過java代碼實現(xiàn)如下：
 /**
 * 初始化HMAC密鑰 http://www.guihua.org http://www.feng123.com
*
* @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);
} |
給出一個完整類，如下：
import java.security.MessageDigest;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;
/**
* 基礎加密組件 http://www.bt285.cn http://www.feng123.com
*
* @author 梁棟
* @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算法可選以下多種算法
*
* <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密鑰
*
* @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);
}
} |
再給出一個測試類：
|
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
/**
*
* @author 梁棟 http://www.feng123.com
* @version 1.0
* @since 1.0
*/
public class CoderTest {
@Test
public void test() throws Exception {
String inputStr = "簡單加密";
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);
// 驗證BASE64加密解密一致性
assertEquals(inputStr, outputStr);
// 驗證MD5對于同一內(nèi)容加密是否一致
assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder
.encryptMD5(inputData));
// 驗證SHA對于同一內(nèi)容加密是否一致
assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder
.encryptSHA(inputData));
String key = Coder.initMacKey();
System.err.println("Mac密鑰:\n" + key);
// 驗證HMAC對于同一內(nèi)容，同一密鑰加密是否一致
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));
}
|
posted on 2009-12-18 11:38
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