个人总结的常用mac算法，附上源码，完全使用java原生写法，效率极高
public final class Pboc3DesMACUtils {
public static final byte[] ZERO_IVC = new byte[] { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
/**
* 计算MAC(hex) PBOC_3DES_MAC(符合ISO9797Alg3Mac标准)
* (16的整数补8000000000000000) 前n-1组使用单长密钥DES 使用密钥是密钥的左8字节） 最后1组使用双长密钥3DES （使用全部16字节密钥）
*
* 算法步骤：初始数据为D，初始向量为I，3DES秘钥为K0，秘钥低8字节DES秘钥K1；
* 1、数据D分组并且填充：将字节数组D进行分组，每组8个字节，分组编号从0开始,分别为D0...Dn；最后一个分组不满8字节的，先填充一个字节80，后续全部填充00，满8字节的，新增一个8字节分组（80000000 00000000）；
* 2、进行des循环加密：（1）D0和初始向量I进行按位异或得到结果O0;(2)使用秘钥K1，DES加密结果O0得到结果I1,将I1和D1按位异或得到结果D1；(3)循环第二步骤得到结果Dn；
* 3、将Dn使用16字节秘钥K0进行3DES加密，得到的结果就是我们要的MAC。
* @param data 带计算的数据
* @param key 16字节密钥
* @param icv 算法向量
* @return mac签名
* @throws Exception
*/
public static byte[] calculatePboc3desMAC(byte[] data, byte[] key, byte[] icv) throws Exception {
if (key == null || data == null) throw new RuntimeException("data or key is null.");
if(key.length != 16) throw new RuntimeException("key length is not 16 byte.");
byte[] leftKey = new byte[8];
System.arraycopy(key, 0, leftKey, 0, 8);
// 拆分数据（8字节块/Block）
final int dataLength = data.length;
final int blockCount = dataLength / 8 + 1;
final int lastBlockLength = dataLength % 8;
byte[][] dataBlock = new byte[blockCount][8];
for (int i = 0; i < blockCount; i++) {
int copyLength = i == blockCount - 1 ? lastBlockLength : 8;
System.arraycopy(data, i * 8, dataBlock[i], 0, copyLength);
}
dataBlock[blockCount - 1][lastBlockLength] = (byte) 0x80;
byte[] desXor = DesUtils.xOr(dataBlock[0], icv);
for (int i = 1; i < blockCount; i++) {
byte[] des = DesUtils.encryptByDesCbc(desXor, leftKey);
desXor = DesUtils.xOr(dataBlock[i], des);
}
desXor = DesUtils.encryptBy3DesCbc(desXor, key);
return desXor;
}
}
import java.security.GeneralSecurityException;
/**
* 关键字：Java MAC计算
*
* 为了检查通讯报文是否被篡改，常需要在报文中加上一个MAC（Message Authentication Code，报文校验码）。
*
* 在 JDK 1.4里，已包含一个 Mac 类（javax.crypto.Mac），可以生成MAC。 但它是参照HMAC（Hash-based Message Authentication Code，基于散列的消息验证代码）实现的。 有时，需要采用ANSI-X9.9算法计算MAC。
*
* 1. 算法描述 参与ANSI X9.9 MAC计算的数据主要由三部分产生：初始数据、原始数据、补位数据。
* 1) 算法定义：采用DEC CBC（zeroICV）或ECB算法
* 2) 初始数据：0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00
* 3) 原始数据:
* 4) * 补位数据：若原始数据不是8的倍数,则右补齐0x00；若原始数据位8的整数倍，则不用补齐0x00。
* 5) 密钥: MAC密钥
*
* MAC的产生由以下方式完成：(最后一组数据长度若不足8的倍数，则右补齐0x00；若数据长度为8的整数倍，则无需补充0x00)
* 初始数据 BLOCK #1 BLOCK #2 BLOCK #3 ... BLOCK #N | | | | | +-----> XOR +---> XOR +---> XOR +---> XOR | | | | | | | DES
* ---+ DES ---+ DES ---+ DES ---> MAC | | | | KEY KEY KEY KEY
*
* 返回 -- 加密后的缓冲区
*/
public class ANSIMacUtils {
/**
* ANSI X9.9MAC算法 <br/>
* (1) ANSI X9.9MAC算法只使用单倍长密钥。 <br/>
* (2) MAC数据先按8字节分组，表示为D0～Dn，如果Dn不足8字节时，尾部以字节00补齐。 <br/>
* (3) 用MAC密钥加密D0，加密结果与D1异或作为下一次的输入。 <br/>
* (4) 将上一步的加密结果与下一分组异或，然后再用MAC密钥加密。<br/>
* (5) 直至所有分组结束，取最后结果的左半部作为MAC。<br/>
* 采用x9.9算法计算MAC (Count MAC by ANSI-x9.9).
*
* @param key 8字节密钥数据
* @param data 待计算的缓冲区
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] calculateANSIX9_9MAC(byte[] key, byte[] data) throws GeneralSecurityException {
final int dataLength = data.length;
final int lastLength = dataLength % 8;
final int lastBlockLength = lastLength == 0 ? 8 : lastLength;
final int blockCount = dataLength / 8 + (lastLength > 0 ? 1 : 0);
// 拆分数据（8字节块/Block）
byte[][] dataBlock = new byte[blockCount][8];
for (int i = 0; i < blockCount; i++) {
int copyLength = i == blockCount - 1 ? lastBlockLength : 8;
System.arraycopy(data, i * 8, dataBlock[i], 0, copyLength);
}
byte[] desXor = new byte[8];
for (int i = 0; i < blockCount; i++) {
byte[] tXor = DesUtils.xOr(desXor, dataBlock[i]);
desXor = DesUtils.encryptByDesEcb(tXor, key); // DES加密
}
return desXor;
}
/**
* 采用ANSI x9.19算法计算MAC (Count MAC by ANSI-x9.19).<br/>
* 将ANSI X9.9的结果做如下计算<br/>
* (6) 用MAC密钥右半部解密(5)的结果。 <br/>
* (7) 用MAC密钥左半部加密(6)的结果。<br/>
* (8) 取(7)的结果的左半部作为MAC。<br/>
* @param key 16字节密钥数据
* @param data 待计算的缓冲区
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] calculateANSIX9_19MAC(byte[] key, byte[] data) throws GeneralSecurityException {
if (key == null || data == null)
return null;
if (key.length != 16) {
throw new RuntimeException("秘钥长度错误.");
}
byte[] keyLeft = new byte[8];
byte[] keyRight = new byte[8];
System.arraycopy(key, 0, keyLeft, 0, 8);
System.arraycopy(key, 8, keyRight, 0, 8);
byte[] result99 = calculateANSIX9_9MAC(keyLeft, data);
byte[] resultTemp = DesUtils.decryptByDesEcb(result99, keyRight);
return DesUtils.encryptByDesEcb(resultTemp, keyLeft);
}
}
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.SecureRandom;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
public final class DesUtils {
public static final byte[] ZERO_IVC = new byte[] { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
/**
* 生成秘钥
* @return 16字节3des秘钥
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] create3DESKey() throws GeneralSecurityException {
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance("DESede");
kg.init(112);//must be equal to 112 or 168
byte[] key24 = kg.generateKey().getEncoded();
byte[] result = new byte[16];
System.arraycopy(key24, 0, result, 0, 16);
return result;
}
/**
* 3DES加密cbc模式
* @param content 待加密数据
* @param key 秘钥
* @param ivb 向量
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptBy3DesCbc(byte[] content, byte[] key, byte[] ivb) throws GeneralSecurityException {
byte[] _3deskey = new byte[24];
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 0, 16);
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 16, 8);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/CBC/NoPadding");
SecretKey secureKey = new SecretKeySpec(_3deskey, "DESede");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivb);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secureKey, iv);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* 3DES解密cbc模式
* @param content 待解密数据
* @param key 秘钥
* @param ivb 向量
* @return 解密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] decryptBy3DesCbc(byte[] content, byte[] key, byte[] ivb) throws GeneralSecurityException {
byte[] _3deskey = new byte[24];
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 0, 16);
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 16, 8);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/CBC/NoPadding");
SecretKey secureKey = new SecretKeySpec(_3deskey, "DESede");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(ivb);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secureKey, iv);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* 3DES加密cbc模式，默认向量
* @param content 待加密数据
* @param key 秘钥
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptBy3DesCbc(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
return encryptBy3DesCbc(content, key, ZERO_IVC);
}
/**
* 3DES解密cbc模式，默认向量
* @param content 带解密数据
* @param key 秘钥
* @return 解密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] decryptBy3DesCbc(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
return decryptBy3DesCbc(content, key, ZERO_IVC);
}
/**
* 3DES加密Ecb模式
* @param content 待加密数据
* @param key 加密秘钥
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptBy3DesEcb(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
byte[] _3deskey = new byte[24];
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 0, 16);
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 16, 8);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/NoPadding");
SecretKey secureKey = new SecretKeySpec(_3deskey, "DESede");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secureKey);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* 3DES解密Ecb模式
* @param content 待解密数据
* @param key 秘钥
* @return 解密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] decryptBy3DesEcb(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
byte[] _3deskey = new byte[24];
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 0, 16);
System.arraycopy(key, 0, _3deskey, 16, 8);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DESede/ECB/NoPadding");
SecretKey secureKey = new SecretKeySpec(_3deskey, "DESede");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secureKey);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* des的cbc模式加密算法
* @param content 待加密数据
* @param key 密钥
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptByDesCbc(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
return encryptByDesCbc(content, key, ZERO_IVC);
}
/**
* des的cbc模式解密算法
* @param content 待解密数据
* @param key 密钥
* @return 解密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] decryptByDesCbc(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
return decryptByDesCbc(content, key, ZERO_IVC);
}
/**
* des的cbc模式加密算法
* @param content 待加密数据
* @param key 加密密钥
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptByDesCbc(byte[] content, byte[] key, byte[] icv) throws GeneralSecurityException {
SecureRandom sr = new SecureRandom();
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/NoPadding");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(icv);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv, sr);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* des的cbc模式解密算法
* @param content 待解密数据
* @param key 密钥
* @return 解密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] decryptByDesCbc(byte[] content, byte[] key, byte[] icv) throws GeneralSecurityException {
SecureRandom sr = new SecureRandom();
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(dks);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/NoPadding");
IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(icv);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv, sr);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* des加密算法，ECB方式，NoPadding模式，数据字节必须是8的整数倍
* @param key
* @param data 数据字节必须是8的整数倍
* @return 加密结果
* @throws GeneralSecurityException
*/
public static byte[] encryptByDesEcb(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NoPadding");
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(new DESKeySpec(key));
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* des解密算法，ECB方式，NoPadding模式，数据字节必须是8的整数倍
* @param key 秘钥
* @param data 数据字节必须是8的整数倍
* @throws GeneralSecurityException
* @return
*/
public static byte[] decryptByDesEcb(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/NoPadding");
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(new DESKeySpec(key));
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);
return cipher.doFinal(content);
}
/**
* 本项目用于生成外部设备认证码和校验卡认证码（javacard GP规范 SCP02安全通道）（cardCryptogram）
* B.1.2.1 Full Triple DES MAC
* The full triple DES MAC is as defined in [ISO 9797-1] as MAC Algorithm 1 with output transformation 3,
* without truncation, and with triple DES taking the place of the block cipher.
* @param content 待加密数据
* @param key 加密密钥
* @return 加密结果后8字节
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptBy3DesCbcLast8Mac(byte[] content, byte[] key) throws GeneralSecurityException {
byte[] edata = encryptBy3DesCbc(content, key);
byte[] result = new byte[8];
System.arraycopy(edata, edata.length - 8, result, 0, 8);
return result;
}
/**
* 将b1和b2做异或，然后返回
* @param b1
* @param b2
* @return 异或结果
*/
public static byte[] xOr(byte[] b1, byte[] b2) {
byte[] tXor = new byte[Math.min(b1.length, b2.length)];
for (int i = 0; i < tXor.length; i++)
tXor[i] = (byte) (b1[i] ^ b2[i]); // 异或(Xor)
return tXor;
}
/**
* 整形转字节
* @param n 整形数值
* @param buf 结果字节数组
* @param offset 填充开始位置
*/
public static void int2byte(int n, byte buf[], int offset){
buf[offset] = (byte)(n >> 24);
buf[offset + 1] = (byte)(n >> 16);
buf[offset + 2] = (byte)(n >> 8);
buf[offset + 3] = (byte)n;
}
/**
* 长整形转字节
* @param n 长整形数值
* @param buf 结果字节数组
* @param offset 填充开始位置
*/
public static void long2byte(long n, byte buf[], int offset){
buf[offset] = (byte)(int)(n >> 56);
buf[offset + 1] = (byte)(int)(n >> 48);
buf[offset + 2] = (byte)(int)(n >> 40);
buf[offset + 3] = (byte)(int)(n >> 32);
buf[offset + 4] = (byte)(int)(n >> 24);
buf[offset + 5] = (byte)(int)(n >> 16);
buf[offset + 6] = (byte)(int)(n >> 8);
buf[offset + 7] = (byte)(int)n;
}
}
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邮箱:kxlele@163.com
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