Java加密與解密

1. ASCII 編碼

ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）是基于拉丁字母的一套電腦編碼系統(tǒng)，主要用于顯示現(xiàn)代英語(yǔ)和其他西歐語(yǔ)言。它是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，并等同于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 646。

ascii.jpg

示例代碼

private static void asciiDemo() {
    char a = 'A';
    int code = a;
    System.out.println(code);

    String s = "ABCabc";
    char[] chars = s.toCharArray();
    for (char c : chars) {
        int co = c;
        System.out.println(co);
    }
}

2. 愷撒加密

在密碼學(xué)中，愷撒密碼是一種最簡(jiǎn)單并且最廣為人知的加密技術(shù)。
它是一種替換加密的技術(shù)，明文中的所欲字母都在字母表上向后（或向前）按照一個(gè)固定的數(shù)目進(jìn)行偏移后被替換成密文。
例如：當(dāng)偏移量是3的時(shí)候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，以此類推。
這個(gè)加密方法是以愷撒的名字命名的，當(dāng)年愷撒曾用此方法與其將軍們進(jìn)行聯(lián)系。
愷撒密碼通常被座位其他更復(fù)雜的加密方法中的一個(gè)步驟。

i002.jpg

示例代碼

/**
 * 使用凱撒加密方式加密數(shù)據(jù)
 *
 * @param orignal :原文
 * @param key     :密鑰
 * @return :加密后的數(shù)據(jù)
 */
private static String encryptKaiser(String orignal, int key) {
    // 將字符串轉(zhuǎn)為字符數(shù)組
    char[] chars = orignal.toCharArray();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    // 遍歷數(shù)組
    for (char aChar : chars) {
        // 獲取字符的ASCII編碼
        int asciiCode = aChar;
        // 偏移數(shù)據(jù)
        asciiCode += key;
        // 將偏移后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為字符
        char result = (char) asciiCode;
        // 拼接數(shù)據(jù)
        sb.append(result);
    }

    return sb.toString();
}

/**
 * 使用凱撒加密方式解密數(shù)據(jù)
 *
 * @param encryptedData :密文
 * @param key           :密鑰
 * @return : 源數(shù)據(jù)
 */
private static String decryptKaiser(String encryptedData, int key) {
    // 將字符串轉(zhuǎn)為字符數(shù)組
    char[] chars = encryptedData.toCharArray();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    // 遍歷數(shù)組
    for (char aChar : chars) {
        // 獲取字符的ASCII編碼
        int asciiCode = aChar;
        // 偏移數(shù)據(jù)
        asciiCode -= key;
        // 將偏移后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為字符
        char result = (char) asciiCode;
        // 拼接數(shù)據(jù)
        sb.append(result);
    }

    return sb.toString();
}

2.1頻度分析法破解愷撒加密

將明文字母的出現(xiàn)頻率與密文字母的頻率相比較的過(guò)程
通過(guò)分析每個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的頻率而輕易地破譯代換式密碼
在每種語(yǔ)言中，冗長(zhǎng)的文章中的字母表現(xiàn)出一種可對(duì)之進(jìn)行分辨的頻率。
e是英語(yǔ)中最常用的字母，其出現(xiàn)頻率為八分之一

3. Byte 和bit

Byte：字節(jié)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基本單位。
bit：比特，又叫位。一個(gè)位要么是0，要么是1.數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯挝弧?/p>
關(guān)系：1Byte = 8bit

示例代碼：

// 中文在GBK編碼下, 占據(jù)2個(gè)字節(jié)
// 中文在UTF-8編碼下, 占據(jù)3個(gè)字節(jié)
private static void getChinese() throws UnsupportedEncodingException {
    String a = "我";
    byte[] bytes = a.getBytes("UTF-8");
    for (byte b : bytes) {
        // 獲取字節(jié)
        System.out.print(b + "   ");
        // 獲取位
        String s = Integer.toBinaryString(b);
        System.out.println(s);
    }
}

// 英文在GBK和UTF-8編碼下,始終占據(jù)一個(gè)字節(jié)
private static void getEnglish() throws UnsupportedEncodingException {
    String a = "A";
    byte[] bytes = a.getBytes("GBK");
    for (byte b : bytes) {
        // 獲取字節(jié)
        System.out.print(b + "   ");
        // 獲取位
        String s = Integer.toBinaryString(b);
        System.out.println(s);
    }
}

常見(jiàn)加密方式

i003.png

4. 對(duì)稱加密

采用單鑰密碼系統(tǒng)的加密方法，同一個(gè)密鑰可以同時(shí)用作信息的加密和解密，這種加密方法稱為對(duì)稱加密，也稱為單密鑰加密。
示例
- 我們現(xiàn)在有一個(gè)原文3要發(fā)送給B
- 設(shè)置密鑰為108, 3 * 108 = 324, 將324作為密文發(fā)送給B
- B拿到密文324后, 使用324/108 = 3 得到原文
常見(jiàn)加密算法
- DES : Data Encryption Standard，即數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，是一種使用密鑰加密的塊算法，1977年被美國(guó)聯(lián)邦政府的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局確定為聯(lián)邦資料處理標(biāo)準(zhǔn)（FIPS），并授權(quán)在非密級(jí)政府通信中使用，隨后該算法在國(guó)際上廣泛流傳開(kāi)來(lái)。
- AES : Advanced Encryption Standard, 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) .在密碼學(xué)中又稱Rijndael加密法，是美國(guó)聯(lián)邦政府采用的一種區(qū)塊加密標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)替代原先的DES，已經(jīng)被多方分析且廣為全世界所使用。
特點(diǎn)
- 加密速度快, 可以加密大文件
- 密文可逆, 一旦密鑰文件泄漏, 就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)暴露
- 加密后編碼表找不到對(duì)應(yīng)字符, 出現(xiàn)亂碼
- 一般結(jié)合Base64使用

5. 非對(duì)稱加密

示例
- 首先生成密鑰對(duì), 公鑰為(5,14), 私鑰為(11,14)
- 現(xiàn)在A希望將原文2發(fā)送給B
- A使用公鑰加密數(shù)據(jù). 2的5次方mod 14 = 4 , 將密文4發(fā)送給B
- B使用私鑰解密數(shù)據(jù). 4的11次方mod14 = 2, 得到原文2
特點(diǎn)
- 加密和解密使用不同的密鑰
- 如果使用私鑰加密, 只能使用公鑰解密
- 如果使用公鑰加密, 只能使用私鑰解密
- 處理數(shù)據(jù)的速度較慢, 因?yàn)榘踩?jí)別高
常見(jiàn)算法
- RSA
- ECC

示例代碼

import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import javax.crypto.Cipher;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.nio.charset.Charset;
import java.security.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

public class RsaDemo {

    public static void main(String[] args) {
        String algorithm = "RSA";
        String input = "非對(duì)稱加密與對(duì)稱加密相比，其安全性更好：對(duì)稱加密的通信雙方使用相同的秘鑰，如果一方的秘鑰遭泄露，那么整個(gè)通信就會(huì)被破解。而非對(duì)稱加密使用一對(duì)秘鑰，一個(gè)用來(lái)加密，一個(gè)用來(lái)解密，而且公鑰是公開(kāi)的，秘鑰是自己保存的，不需要像對(duì)稱加密那樣在通信之前要先同步秘鑰";
        try {
            generateKeyToFile(algorithm, "a.pub", "a.pri");

            PublicKey publicKey = loadPublicKeyFromFile(algorithm, "a.pub");
            PrivateKey privateKey = loadPrivateKeyFromFile(algorithm, "a.pri");

            String encrypt = encrypt(algorithm, input, privateKey, 245);
            String decrypt = decrypt(algorithm, encrypt, publicKey, 256);

            System.out.println(decrypt);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 生成密鑰對(duì)并保存在本地文件中
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param pubPath   : 公鑰保存路徑
     * @param priPath   : 私鑰保存路徑
     * @throws Exception
     */
    private static void generateKeyToFile(String algorithm, String pubPath, String priPath) throws Exception {
        // 獲取密鑰對(duì)生成器
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(algorithm);
        // 獲取密鑰對(duì)
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        // 獲取公鑰
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        // 獲取私鑰
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        // 獲取byte數(shù)組
        byte[] publicKeyEncoded = publicKey.getEncoded();
        byte[] privateKeyEncoded = privateKey.getEncoded();
        // 進(jìn)行Base64編碼
        String publicKeyString = Base64.encode(publicKeyEncoded);
        String privateKeyString = Base64.encode(privateKeyEncoded);
        // 保存文件
        FileUtils.writeStringToFile(new File(pubPath), publicKeyString, Charset.forName("UTF-8"));
        FileUtils.writeStringToFile(new File(priPath), privateKeyString, Charset.forName("UTF-8"));

    }

    /**
     * 從文件中加載公鑰
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param filePath  : 文件路徑
     * @return : 公鑰
     * @throws Exception
     */
    private static PublicKey loadPublicKeyFromFile(String algorithm, String filePath) throws Exception {
        // 將文件內(nèi)容轉(zhuǎn)為字符串
        String keyString = FileUtils.readFileToString(new File(filePath), Charset.forName("UTF-8"));

        return loadPublicKeyFromString(algorithm, keyString);

    }

    /**
     * 從字符串中加載公鑰
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param keyString : 公鑰字符串
     * @return : 公鑰
     * @throws Exception
     */
    private static PublicKey loadPublicKeyFromString(String algorithm, String keyString) throws Exception {
        // 進(jìn)行Base64解碼
        byte[] decode = Base64.decode(keyString);
        // 獲取密鑰工廠
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(algorithm);
        // 構(gòu)建密鑰規(guī)范
        X509EncodedKeySpec keyspec = new X509EncodedKeySpec(decode);
        // 獲取公鑰
        return keyFactory.generatePublic(keyspec);

    }

    /**
     * 從文件中加載私鑰
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param filePath  : 文件路徑
     * @return : 私鑰
     * @throws Exception
     */
    private static PrivateKey loadPrivateKeyFromFile(String algorithm, String filePath) throws Exception {
        // 將文件內(nèi)容轉(zhuǎn)為字符串
        String keyString = FileUtils.readFileToString(new File(filePath), Charset.forName("UTF-8"));
        return loadPrivateKeyFromString(algorithm, keyString);

    }

    /**
     * 從字符串中加載私鑰
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param keyString : 私鑰字符串
     * @return : 私鑰
     * @throws Exception
     */
    private static PrivateKey loadPrivateKeyFromString(String algorithm, String keyString) throws Exception {
        // 進(jìn)行Base64解碼
        byte[] decode = Base64.decode(keyString);
        // 獲取密鑰工廠
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(algorithm);
        // 構(gòu)建密鑰規(guī)范
        PKCS8EncodedKeySpec keyspec = new PKCS8EncodedKeySpec(decode);
        // 生成私鑰
        return keyFactory.generatePrivate(keyspec);

    }

    /**
     * 使用密鑰加密數(shù)據(jù)
     *
     * @param algorithm      : 算法
     * @param input          : 原文
     * @param key            : 密鑰
     * @param maxEncryptSize : 最大加密長(zhǎng)度(需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)
     * @return : 密文
     * @throws Exception
     */
    private static String encrypt(String algorithm, String input, Key key, int maxEncryptSize) throws Exception {
        // 獲取Cipher對(duì)象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);
        // 初始化模式(加密)和密鑰
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        // 將原文轉(zhuǎn)為byte數(shù)組
        byte[] data = input.getBytes();
        // 總數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
        int total = data.length;
        // 輸出流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        decodeByte(maxEncryptSize, cipher, data, total, baos);
        // 對(duì)密文進(jìn)行Base64編碼
        return Base64.encode(baos.toByteArray());

    }

    /**
     * 解密數(shù)據(jù)
     *
     * @param algorithm      : 算法
     * @param encrypted      : 密文
     * @param key            : 密鑰
     * @param maxDecryptSize : 最大解密長(zhǎng)度(需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整)
     * @return : 原文
     * @throws Exception
     */
    private static String decrypt(String algorithm, String encrypted, Key key, int maxDecryptSize) throws Exception {
        // 獲取Cipher對(duì)象
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithm);
        // 初始化模式(解密)和密鑰
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        // 由于密文進(jìn)行了Base64編碼, 在這里需要進(jìn)行解碼
        byte[] data = Base64.decode(encrypted);
        // 總數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
        int total = data.length;
        // 輸出流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        decodeByte(maxDecryptSize, cipher, data, total, baos);
        // 輸出原文
        return baos.toString();

    }

    /**
     * 分段處理數(shù)據(jù)
     *
     * @param maxSize : 最大處理能力
     * @param cipher  : Cipher對(duì)象
     * @param data    : 要處理的byte數(shù)組
     * @param total   : 總數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
     * @param baos    : 輸出流
     * @throws Exception
     */
    private static void decodeByte(int maxSize, Cipher cipher, byte[] data, int total, ByteArrayOutputStream baos) throws Exception {
        // 偏移量
        int offset = 0;
        // 緩沖區(qū)
        byte[] buffer;
        // 如果數(shù)據(jù)沒(méi)有處理完, 就一直繼續(xù)
        while (total - offset > 0) {
            // 如果剩余的數(shù)據(jù) >= 最大處理能力, 就按照最大處理能力來(lái)加密數(shù)據(jù)
            if (total - offset >= maxSize) {
                // 加密數(shù)據(jù)
                buffer = cipher.doFinal(data, offset, maxSize);
                // 偏移量向右側(cè)偏移最大數(shù)據(jù)能力個(gè)
                offset += maxSize;
            } else {
                // 如果剩余的數(shù)據(jù) < 最大處理能力, 就按照剩余的個(gè)數(shù)來(lái)加密數(shù)據(jù)
                buffer = cipher.doFinal(data, offset, total - offset);
                // 偏移量設(shè)置為總數(shù)據(jù)長(zhǎng)度, 這樣可以跳出循環(huán)
                offset = total;
            }
            // 向輸出流寫(xiě)入數(shù)據(jù)
            baos.write(buffer);
        }
    }

}

6. DES加密解密

示例代碼

import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import java.security.spec.KeySpec;

public class DESDemo {

    public static final String algorithm = "DES";

    // 這是默認(rèn)模式
    // public static final String transformation = "DES/ECB/PKCS5Padding";
    // 使用CBC模式, 在初始化Cipher對(duì)象時(shí), 需要增加參數(shù), 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
    // public static final String transformation = "DES/CBC/PKCS5Padding";
    // NOPadding: 使用NOPadding模式時(shí), 原文長(zhǎng)度必須是8byte的整數(shù)倍
    public static final String transformation = "DES/ECB/NOPadding";
    public static final String key = "12345678";
    public static final String original = "你好11";

    // QO2klVpoYT8=
    // QO2klVpoYT8=
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String encryptByDES = encryptByDES();

        System.out.println(encryptByDES);
        String decryptByDES = decryptByDES(encryptByDES);
        System.out.println(decryptByDES);
    }

    public static String encryptByDES() throws Exception {
        // 獲取Cipher
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);

      // 指定密鑰規(guī)則
      SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);

        // 指定模式(加密)和密鑰
        // 創(chuàng)建初始向量
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //  cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
        // 加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(original.getBytes());
        // 輸出加密后的數(shù)據(jù)
        // com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64
        return Base64.encode(bytes);
    }

    public static String decryptByDES(String encrypted) throws Exception {
        // 獲取Cipher
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);

      // 指定密鑰規(guī)則
      SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);

        // 指定模式(解密)和密鑰
        // 創(chuàng)建初始向量
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec);
        //  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, iv);
        // 解碼密文
        // com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64
        byte[] decode = Base64.decode(encrypted);
        // 解密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(decode);
        // 輸出解密后的數(shù)據(jù)
        return new String(bytes);
    }

}

7. AES加密解密

示例代碼

import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class AESDemo {

    public static final String algorithm = "AES";

    // 這是默認(rèn)模式
    //  public static final String transformation = "AES/ECB/PKCS5Padding";
    // 使用CBC模式, 在初始化Cipher對(duì)象時(shí), 需要增加參數(shù), 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
    //  public static final String transformation = "AES/CBC/PKCS5Padding";
    // NOPadding: 使用NOPadding模式時(shí), 原文長(zhǎng)度必須是8byte的整數(shù)倍
    public static final String transformation = "AES/CBC/NOPadding";
    public static final String key = "1234567812345678";
    public static final String original = "你好你好你1";

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        String encryptByAES = encryptByAES();
        System.out.println(encryptByAES);
        String decryptByAES = decryptByAES(encryptByAES);
        System.out.println(decryptByAES);

    }

    public static String encryptByAES() throws Exception {

        // 獲取Cipher
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 生成密鑰
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        // 指定模式(加密)和密鑰
        // 創(chuàng)建初始化向量
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec, iv);
        //cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keySpec);
        // 加密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(original.getBytes());

        return Base64.encode(bytes);
    }

    public static String decryptByAES(String encrypted) throws Exception {

        // 獲取Cipher
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        // 生成密鑰
        SecretKeySpec keySpec = new SecretKeySpec(key.getBytes(), algorithm);
        // 指定模式(解密)和密鑰
        // 創(chuàng)建初始化向量
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec, iv);
        //  cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keySpec);
        // 解密
        byte[] bytes = cipher.doFinal(Base64.decode(encrypted));

        return new String(bytes);
    }
}

7.1 加密模式 - ECB

ECB : Electronic codebook, 電子密碼本. 需要加密的消息按照塊密碼的塊大小被分為數(shù)個(gè)塊，并對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行獨(dú)立加密

i004.png

優(yōu)點(diǎn) : 可以并行處理數(shù)據(jù)
缺點(diǎn) : 同樣的原文生成同樣的密文, 不能很好的保護(hù)數(shù)據(jù)

7.2 加密模式 - CBC

CBC : Cipher-block chaining, 密碼塊鏈接. 每個(gè)明文塊先與前一個(gè)密文塊進(jìn)行異或后，再進(jìn)行加密。在這種方法中，每個(gè)密文塊都依賴于它前面的所有明文塊

i005.png

優(yōu)點(diǎn) : 同樣的原文生成的密文不一樣
缺點(diǎn) : 串行處理數(shù)據(jù)

7.3 填充模式 - NoPadding

不填充.
在DES加密算法下, 要求原文長(zhǎng)度必須是8byte的整數(shù)倍
在AES加密算法下, 要求原文長(zhǎng)度必須是16byte的整數(shù)倍

7.4 填充模式 - PKCS5Padding

數(shù)據(jù)塊的大小為8位, 不夠就補(bǔ)足。
AES有的同學(xué)沒(méi)問(wèn)題(https://stackoverflow.com/questions/20770072/aes-cbc-pkcs5padding-vs-aes-cbc-pkcs7padding-with-256-key-size-performance-java)

(https://zhiwei.li/text/2009/05/17/%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%8A%A0%E5%AF%86%E7%AE%97%E6%B3%95%E7%9A%84pkcs5%E5%92%8Cpkcs7%E5%A1%AB%E5%85%85/)
默認(rèn)情況下, 加密模式和填充模式為 : ECB/PKCS5Padding
如果使用CBC模式, 在初始化Cipher對(duì)象時(shí), 需要增加參數(shù), 初始化向量IV : IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key.getBytes());

8. 消息摘要

消息摘要（Message Digest）又稱為數(shù)字摘要(Digital Digest)
它是一個(gè)唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)消息或文本的固定長(zhǎng)度的值，它由一個(gè)單向Hash加密函數(shù)對(duì)消息進(jìn)行作用而產(chǎn)生

8.1 特點(diǎn)：

無(wú)論輸入的消息有多長(zhǎng)，計(jì)算出來(lái)的消息摘要的長(zhǎng)度總是固定的。例如應(yīng)用MD5算法摘要的消息有128個(gè)比特位，用SHA-1算法摘要的消息最終有160比特位的輸出
只要輸入的消息不同，對(duì)其進(jìn)行摘要以后產(chǎn)生的摘要消息也必不相同；但相同的輸入必會(huì)產(chǎn)生相同的輸出
消息摘要是單向、不可逆的
常見(jiàn)算法 :
- MD5
- SHA1
- SHA256
- SHA512
在線獲取消息摘要

示例代碼

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class Md5Demo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "aa";

        String md5 = getDigestFile("MD5", "apache-tomcat-9.0.8-windows-x64.zip");
        System.out.println(md5);

        String sha1 = getDigestFile("SHA-1", "apache-tomcat-9.0.8-windows-x64.zip");
        System.out.println(sha1);

        String sha256 = getDigestFile("SHA-256", "apache-tomcat-9.0.8-windows-x64.zip");
        System.out.println(sha256);

        String sha512 = getDigestFile("SHA-512", "apache-tomcat-9.0.8-windows-x64.zip");
        System.out.println(sha512);

    }

    /**
     * 獲取字符串的消息摘要
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param input     : 原文
     * @return : 消息摘要
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     */
    private static String getDigest(String algorithm, String input) throws NoSuchAlgorithmException {
        // 獲取消息摘要對(duì)象
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(algorithm);
        // 獲取消息摘要
        byte[] digest = md.digest(input.getBytes());

        return toHex(digest);
    }

    /**
     * 獲取文件的消息摘要
     *
     * @param algorithm : 算法
     * @param filePath  : 文件路徑
     * @return : 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    private static String getDigestFile(String algorithm, String filePath) throws Exception {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
        int len;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
            baos.write(buffer, 0, len);
        }

        // 獲取消息摘要對(duì)象
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(algorithm);
        // 獲取消息摘要
        byte[] digest = md.digest(baos.toByteArray());

        return toHex(digest);

    }

    private static String toHex(byte[] digest) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();

        for (byte b : digest) {
            // 轉(zhuǎn)為16jinzhi進(jìn)制數(shù)據(jù)
            int i = b & 0xff;
            // 轉(zhuǎn)為字符串
            String hex = Integer.toHexString(i);
            // 如果長(zhǎng)度為1,前面補(bǔ)0
            if (hex.length() == 1) {
                hex = 0 + hex;
            }
            sb.append(hex);
        }
        return sb.toString();
    }
}

8.2 總結(jié)

MD5算法 : 摘要結(jié)果16個(gè)字節(jié), 轉(zhuǎn)16進(jìn)制后32個(gè)字節(jié)
SHA1算法 : 摘要結(jié)果20個(gè)字節(jié), 轉(zhuǎn)16進(jìn)制后40個(gè)字節(jié)
SHA256算法 : 摘要結(jié)果32個(gè)字節(jié), 轉(zhuǎn)16進(jìn)制后64個(gè)字節(jié)
SHA512算法 : 摘要結(jié)果64個(gè)字節(jié), 轉(zhuǎn)16進(jìn)制后128個(gè)字節(jié)

9.數(shù)字簽名

數(shù)字簽名又稱公鑰數(shù)字簽名、電子簽章
就是只有信息的發(fā)送者才能產(chǎn)生的別人無(wú)法偽造的一段數(shù)字串，這段數(shù)字串同時(shí)也是對(duì)信息的發(fā)送者發(fā)送信息真實(shí)性的一個(gè)有效證明
數(shù)字簽名是非對(duì)稱密鑰加密技術(shù)與數(shù)字摘要技術(shù)的應(yīng)用

示例代碼

import com.sun.org.apache.xml.internal.security.utils.Base64;
import java.security.*;

public class SignatureDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String a = "123";

        PublicKey publicKey = RsaDemo.loadPublicKeyFromFile("RSA", "a.pub");
        PrivateKey privateKey = RsaDemo.loadPrivateKeyFromFile("RSA", "a.pri");

        String signaturedData = getSignature(a, "sha256withrsa", privateKey);

        boolean b = verifySignature(a, "sha256withrsa", publicKey, signaturedData);

    }

    /**
     * 生成簽名
     *
     * @param input      : 原文
     * @param algorithm  : 算法
     * @param privateKey : 私鑰
     * @return : 簽名
     * @throws Exception
     */
    private static String getSignature(String input, String algorithm, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        // 獲取簽名對(duì)象
        Signature signature = Signature.getInstance(algorithm);
        // 初始化簽名
        signature.initSign(privateKey);
        // 傳入原文
        signature.update(input.getBytes());
        // 開(kāi)始簽名
        byte[] sign = signature.sign();
        // 對(duì)簽名數(shù)據(jù)進(jìn)行Base64編碼
        return Base64.encode(sign);
    }

    /**
     * 校驗(yàn)簽名
     *
     * @param input          : 原文
     * @param algorithm      : 算法
     * @param publicKey      : 公鑰
     * @param signaturedData : 簽名
     * @return : 數(shù)據(jù)是否被篡改
     * @throws Exception
     */
    private static boolean verifySignature(String input, String algorithm, PublicKey publicKey, String signaturedData) throws Exception {
        // 獲取簽名對(duì)象
        Signature signature = Signature.getInstance(algorithm);
        // 初始化簽名
        signature.initVerify(publicKey);
        // 傳入原文
        signature.update(input.getBytes());
        // 校驗(yàn)數(shù)據(jù)
        return signature.verify(Base64.decode(signaturedData));

    }

}

9.1簽名流程圖

i006.png

最后編輯于：2018.10.08 17:22:52

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者

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3. Byte 和bit

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4. 對(duì)稱加密

5. 非對(duì)稱加密

6. DES加密解密

7. AES加密解密

7.1 加密模式 - ECB

7.2 加密模式 - CBC

7.3 填充模式 - NoPadding

7.4 填充模式 - PKCS5Padding

8. 消息摘要

8.1 特點(diǎn)：

8.2 總結(jié)

9.數(shù)字簽名

9.1簽名流程圖

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