Java中4大基本加密算法解析
简单的java加密算法有：
- 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)
1. BASE64
Base64是网络上最常见的用于传输8Bit字节代码的编码方式之一，大家可以查看RFC2045～RFC2049，上面有MIME的详细规范。 Base64编码可用于在HTTP环境下传递较长的标识信息。例如，在Java Persistence系统Hibernate中，就采用了Base64来将一个较长的唯一标识符（一般为128-bit的UUID）编码为一个字符串，用作HTTP表单和HTTP GET URL中的参数。在其他应用程序中，也常常需要把二进制数据编码为适合放在URL（包括隐藏表单域）中的形式。此时，采用Base64编码具有不可读性，即所编码的数据不会被人用肉眼所直接看到。（来源百度百科）
java实现代码：
package com.cn.单向加密; import sun.misc.BASE64Decoder; import sun.misc.BASE64Encoder; /* BASE64的加密解密是双向的，可以求反解. 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 严格地说，属于编码格式，而非加密算法 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。 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。 */ public class BASE64 { /** * 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); } public static void main(String[] args) { String str="12345678"; try { String result1= BASE64.encryptBASE64(str.getBytes()); System.out.println("result1=====加密数据=========="+result1); byte result2[]= BASE64.decryptBASE64(result1); String str2=new String(result2); System.out.println("str2========解密数据========"+str2); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } 2. MD5
MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和 MD4。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。
java实现：
package com.cn.单向加密; import java.math.BigInteger; import java.security.MessageDigest; /* MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法) 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 Digest:汇编 */ public class MD5 { public static final String KEY_MD5 = "MD5"; public static String getResult(String inputStr) { System.out.println("=======加密前的数据:"+inputStr); BigInteger bigInteger=null; try { MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5); byte[] inputData = inputStr.getBytes(); md.update(inputData); bigInteger = new BigInteger(md.digest()); } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} System.out.println("MD5加密后:" + bigInteger.toString(16)); return bigInteger.toString(16); } public static void main(String args[]) { try { String inputStr = "简单加密8888888888888888888"; getResult(inputStr); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } MD5算法具有以下特点：
1、压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2、容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3、抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4、弱抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
5、强抗碰撞：想找到两个不同的数据，使它们具有相同的MD5值，是非常困难的。
MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密钥前被”压缩”成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串）。除了MD5以外，其中比较有名的还有sha-1、RIPEMD以及Haval等。
3.SHA
安全哈希算法（Secure Hash Algorithm）主要适用于数字签名标准（Digital Signature Standard DSS）里面定义的数字签名算法（Digital Signature Algorithm DSA）。对于长度小于2^64位的消息，SHA1会产生一个160位的消息摘要。该算法经过加密专家多年来的发展和改进已日益完善，并被广泛使用。该算法的思想是接收一段明文，然后以一种不可逆的方式将它转换成一段（通常更小）密文，也可以简单的理解为取一串输入码（称为预映射或信息），并把它们转化为长度较短、位数固定的输出序列即散列值（也称为信息摘要或信息认证代码）的过程。散列函数值可以说是对明文的一种“指纹”或是“摘要”所以对散列值的数字签名就可以视为对此明文的数字签名。
java实现：
package com.cn.单向加密; import java.math.BigInteger; import java.security.MessageDigest; /* 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*/ public class SHA { public static final String KEY_SHA = "SHA"; public static String getResult(String inputStr) { BigInteger sha =null; System.out.println("=======加密前的数据:"+inputStr); byte[] inputData = inputStr.getBytes(); try { MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA); messageDigest.update(inputData); sha = new BigInteger(messageDigest.digest()); System.out.println("SHA加密后:" + sha.toString(32)); } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} return sha.toString(32); } public static void main(String args[]) { try { String inputStr = "简单加密"; getResult(inputStr); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } SHA-1与MD5的比较
因为二者均由MD4导出，SHA-1和MD5彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：
l 对强行攻击的安全性：最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2^128数量级的操作，而对SHA-1则是2^160数量级的操作。这样，SHA-1对强行攻击有更大的强度。
l 对密码分析的安全性：由于MD5的设计，易受密码分析的攻击，SHA-1显得不易受这样的攻击。
l 速度：在相同的硬件上，SHA-1的运行速度比MD5慢。
4.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。
java实现代码：
package com.cn.单向加密; /* 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。*/ import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.Mac; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import com.cn.comm.Tools; /** * 基础加密组件 */ public abstract class HMAC { public static final String KEY_MAC = "HmacMD5"; /** * 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 BASE64.encryptBASE64(secretKey.getEncoded()); } /** * HMAC加密 ：主要方法 * * @param data * @param key * @return * @throws Exception */ public static String encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception { SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(BASE64.decryptBASE64(key), KEY_MAC); Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); mac.init(secretKey); return new String(mac.doFinal(data)); } public static String getResult1(String inputStr) { String path=Tools.getClassPath(); String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt"; System.out.println("=======加密前的数据:"+inputStr); String result=null; try { byte[] inputData = inputStr.getBytes(); String key = HMAC.initMacKey(); /*产生密钥*/ System.out.println("Mac密钥:===" + key); /*将密钥写文件*/ Tools.WriteMyFile(fileSource,key); result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key); System.out.println("HMAC加密后:===" + result); } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} return result.toString(); } public static String getResult2(String inputStr) { System.out.println("=======加密前的数据:"+inputStr); String path=Tools.getClassPath(); String fileSource=path+"/file/HMAC_key.txt"; String key=null;; try { /*将密钥从文件中读取*/ key=Tools.ReadMyFile(fileSource); System.out.println("getResult2密钥:===" + key); } catch (Exception e1) { e1.printStackTrace();} String result=null; try { byte[] inputData = inputStr.getBytes(); /*对数据进行加密*/ result= HMAC.encryptHMAC(inputData, key); System.out.println("HMAC加密后:===" + result); } catch (Exception e) {e.printStackTrace();} return result.toString(); } public static void main(String args[]) { try { String inputStr = "简单加密"; /*使用同一密钥：对数据进行加密：查看两次加密的结果是否一样*/ getResult1(inputStr); getResult2(inputStr); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }