1 sha加密:
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。
散列算法
原理
SHA-1与MD5的比较
JAVA 已经实现了 SHA-256 和 SHA-512 两种 Hash 算法
利用 java.security.MessageDigest 调用已经集成的 Hash 算法
创建 Encrypt 对象,并调用 SHA256 或者 SHA512 并传入要加密的文本信息,分别得到 SHA-256 或 SHA-512 两种被加密的 hash 串。
若要改为 MD5 算法,修改传入参数 strType 为 "MD5" 即可得到 MD5 加密功能。
/** * @file Encrypt.java * @date 2016年8月5日 * @version 3.4.1 * * Copyright (c) 2013 Sihua Tech, Inc. All Rights Reserved. */ package encrypt; /** * * * @author chengjian.he * @version 3.4, 2016年8月5日 上午10:05:37 * @since */ import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; public class Encrypt { /** * 传入文本内容,返回 SHA-256 串 * * @param strText * @return */ public String SHA256(final String strText) { return SHA(strText, "SHA-256"); } /** * 传入文本内容,返回 SHA-512 串 * * @param strText * @return */ public String SHA512(final String strText) { return SHA(strText, "SHA-512"); } /** * 字符串 SHA 加密 * * @param strSourceText * @return */ private String SHA(final String strText, final String strType) { // 返回值 String strResult = null; // 是否是有效字符串 if (strText != null && strText.length() > 0) { try { // SHA 加密开始 // 创建加密对象 并传入加密类型 MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(strType); // 传入要加密的字符串 messageDigest.update(strText.getBytes()); // 得到 byte 类型结果 byte byteBuffer[] = messageDigest.digest(); // 将 byte 转换为 string StringBuffer strHexString = new StringBuffer(); // 遍历 byte buffer for (int i = 0; i < byteBuffer.length; i++) { String hex = Integer.toHexString(0xff & byteBuffer[i]); if (hex.length() == 1) { strHexString.append('0'); } strHexString.append(hex); } // 得到返回结果 strResult = strHexString.toString(); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } } return strResult; } public static void main(String args[]){ Encrypt ey = new Encrypt(); System.out.println(ey.SHA("ILoveYou", "MD5"));//62accaf23ac9a73c0b28765b7dfaf75a } }
2 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。
/** * @file Base64.java * @date 2016年8月5日 * @version 3.4.1 * * Copyright (c) 2013 Sihua Tech, Inc. All Rights Reserved. */ package encrypt; import java.io.UnsupportedEncodingException; import Decoder.BASE64Decoder; import Decoder.BASE64Encoder; /** * * * @author chengjian.he * @version 3.4, 2016年8月5日 上午10:32:23 * @since Yeexun 3.4 */ public class Base64 { // 加密 public String getBase64(String str) { byte[] b = null; String s = null; try { b = str.getBytes("utf-8"); } catch (UnsupportedEncodingException e) { e.printStackTrace(); } if (b != null) { s = new BASE64Encoder().encode(b); } return s; } // 解密 public String getFromBase64(String s) { byte[] b = null; String result = null; if (s != null) { BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder(); try { b = decoder.decodeBuffer(s); result = new String(b, "utf-8"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } return result; } public static void main(String args[]){ Base64 b6 = new Base64(); System.out.println(b6.getBase64("ILoveYou")); System.out.println(b6.getFromBase64(b6.getBase64("ILoveYou"))); } }
SUxvdmVZb3U= ILoveYou
3 Base64Encoder
一直以来Base64的加密解密都是使用sun.misc包下的BASE64Encoder及BASE64Decoder的sun.misc.BASE64Encoder/BASE64Decoder类。这人个类是sun公司的内部方法,并没有在java api中公开过,不属于JDK标准库范畴,但在JDK中包含了该类,可以直接使用。
/** * @file Base64Encoder.java * @date 2016年8月5日 * @version 3.4.1 * * Copyright (c) 2013 Sihua Tech, Inc. All Rights Reserved. */ package encrypt; /** * * * @author chengjian.he * @version 3.4, 2016年8月5日 上午10:44:22 * @since Yeexun 3.4 */ public class Base64Encoder { public static String getBASE64(String s) { if (s == null) return null; return (new sun.misc.BASE64Encoder()).encode(s.getBytes()); } // 将 BASE64 编码的字符串 s 进行解码 解密 public static String getFromBASE64(String s) { if (s == null) return null; sun.misc.BASE64Decoder decoder = new sun.misc.BASE64Decoder(); try { byte[] b = decoder.decodeBuffer(s); return new String(b); } catch (Exception e) { return null; } } public static String mTOa(Object ming){ return Base64Encoder.getBASE64(Base64Encoder.getBASE64(Base64Encoder.getBASE64((String)ming))); } public static String aTOm(String an){ return Base64Encoder.getFromBASE64(Base64Encoder.getFromBASE64(Base64Encoder.getFromBASE64(an))); } public static void main(String[] args) { String a = mTOa("100000.89".toString()); System.out.println(a);//加密 System.out.println(aTOm(a));//解密 } }
4 RSA
缺点
编辑/** * @file RSATool.java * @date 2016年8月5日 * @version 3.4.1 * * Copyright (c) 2013 Sihua Tech, Inc. All Rights Reserved. */ package encrypt; /** * * * @author chengjian.he * @version 3.4, 2016年8月5日 上午10:51:35 * @since Yeexun 3.4 */ import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.security.Key; import java.security.KeyPair; import java.security.KeyPairGenerator; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.interfaces.RSAPrivateKey; import java.security.interfaces.RSAPublicKey; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.NoSuchPaddingException; public class RSATool { public static void makekeyfile(String pubkeyfile, String privatekeyfile) throws NoSuchAlgorithmException, FileNotFoundException, IOException { // KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对,基于RSA算法生成对象 KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); // 初始化密钥对生成器,密钥大小为1024位 keyPairGen.initialize(1024); // 生成一个密钥对,保存在keyPair中 KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair(); // 得到私钥 RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate(); // 得到公钥 RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic(); // 生成私钥 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream( privatekeyfile)); oos.writeObject(privateKey); oos.flush(); oos.close(); oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(pubkeyfile)); oos.writeObject(publicKey); oos.flush(); oos.close(); System.out.println("make file ok!"); } /** * * @param k * @param data * @param encrypt * 1 加密 0解密 * @return * @throws NoSuchPaddingException * @throws Exception */ public static byte[] handleData(Key k, byte[] data, int encrypt) throws Exception { if (k != null) { Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA"); if (encrypt == 1) { cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k); byte[] resultBytes = cipher.doFinal(data); return resultBytes; } else if (encrypt == 0) { cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k); byte[] resultBytes = cipher.doFinal(data); return resultBytes; } else { System.out.println("参数必须为: 1 加密 0解密"); } } return null; } public static void main(String[] args) throws Exception { String pubfile = "d:/temp/pub.key"; String prifile = "d:/temp/pri.key"; makekeyfile(pubfile, prifile); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(pubfile)); RSAPublicKey pubkey = (RSAPublicKey) ois.readObject(); ois.close(); ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(prifile)); RSAPrivateKey prikey = (RSAPrivateKey) ois.readObject(); ois.close(); // 使用公钥加密 String msg = "~O(∩_∩)O哈哈~"; String enc = "UTF-8"; // 使用公钥加密私钥解密 System.out.println("原文: " + msg); byte[] result = handleData(pubkey, msg.getBytes(enc), 1); System.out.println("加密: " + new String(result, enc)); byte[] deresult = handleData(prikey, result, 0); System.out.println("解密: " + new String(deresult, enc)); msg = "嚯嚯"; // 使用私钥加密公钥解密 System.out.println("原文: " + msg); byte[] result2 = handleData(prikey, msg.getBytes(enc), 1); System.out.println("加密: " + new String(result2, enc)); byte[] deresult2 = handleData(pubkey, result2, 0); System.out.println("解密: " + new String(deresult2, enc)); } }
make file ok! 原文: ~O(∩_∩)O哈哈~ 加密: �1�7A N�1�7�1�7B�1�7�1�7�1�7�1�7�1�7ym�1�7�1�7r�1�7C�1�7�1�7�0�0�1�7�1�7�1�7�1�7�1�7�1�7�1�7U
5 AES对称加密
加密技术可以分为对称与非对称两种.
对称加密,解密,即加密与解密用的是同一把秘钥,常用的对称加密技术有DES,AES等
而非对称技术,加密与解密用的是不同的秘钥,常用的非对称加密技术有RSA等
为什么要有非对称加密,解密技术呢
假设这样一种场景A要发送一段消息给B,但是又不想以明文发送,所以就需要对消息进行加密.如果采用对称加密技术,那么加密与解密用的是同一把秘钥.除非B事先就知道A的秘钥,并且保存好.这样才可以解密A发来的消息.
由于对称技术只有一把秘钥,所以秘钥的管理是一个很麻烦的问题.而非对称技术的诞生就解决了这个问题.非对称加密与解密使用的是不同的秘钥,并且秘钥对是一一对应的,即用A的私钥加密的密文只有用A的公钥才能解密.
这样的话,每个人都有两把秘钥,私钥和公钥,私钥是只有自己才知道的,不能告诉别人,而公钥是公开的,大家都可以知道.这样,当A想要发送消息给B的时候,只需要用B的公钥对消息进行加密就可以了,由于B的私钥只有B才拥有,所以A用B的公钥加密的消息只有B才能解开.而B想更换自己的秘要时也很方便,只须把公钥告诉大家就可以了.
那么,既然非对称加密如此之好,对称加密就没有存在的必要了啊,其实不然,由于非对称加密算法的开销很大,所以如果直接以非对称技术来加密发送的消息效率会很差.那么怎么办呢?解决的办法也很简单,就是把对称加密技术与非对称加密技术结合起来使用.
还是这个例子:A要发送一个消息给B.
一,A先生成一个对称秘钥,这个秘钥可以是随机生成的,
二,A用B的公钥加密第一步生成的这个对称秘钥
三,A把加密过的对称秘钥发给B
四,A用第一步生成的这个对称秘钥加密实际要发的消息
五,A把用对称秘钥加密的消息发给B
对于B
他先收到A发来的对称秘钥,这个秘钥是用B的公钥加密过的,所以B需要用自己的私钥来解密这个秘钥
然后B又收到A发来的密文,这时候用刚才解密出来的秘钥来解密密文
这样子的整个过程既保证了安全,又保证了效率.
接下来是Java实现:
我这个Java实现使用的是AES的对称加密和RSA的非对称加密(DES的对称加密实现方法和AES的是一样的,但是由于DES算法本身有缺陷,容易被破解,所以现在多用其升级版AES对称加密)
/** * @file AES.java * @date 2016年8月5日 * @version 3.4.1 * * Copyright (c) 2013 Sihua Tech, Inc. All Rights Reserved. */ package encrypt; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileOutputStream; /** * * * @author chengjian.he * @version 3.4, 2016年8月5日 上午11:35:13 * @since Yeexun 3.4 */ import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.OutputStream; import java.security.InvalidKeyException; import java.security.Key; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.SecureRandom; import java.security.interfaces.RSAPrivateKey; import java.security.interfaces.RSAPublicKey; import javax.crypto.BadPaddingException; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.IllegalBlockSizeException; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.NoSuchPaddingException; import javax.crypto.ShortBufferException; public class AES { private Key key; /** * 生成AES对称秘钥 * @throws NoSuchAlgorithmException */ public void generateKey() throws NoSuchAlgorithmException { KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance("AES"); SecureRandom random = new SecureRandom(); keygen.init(random); this.key = keygen.generateKey(); } /** * 加密 * @param in * @param out * @throws InvalidKeyException * @throws ShortBufferException * @throws IllegalBlockSizeException * @throws BadPaddingException * @throws NoSuchAlgorithmException * @throws NoSuchPaddingException * @throws IOException */ public void encrypt(InputStream in, OutputStream out) throws InvalidKeyException, ShortBufferException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, IOException { this.crypt(in, out, Cipher.ENCRYPT_MODE); } /** * 解密 * @param in * @param out * @throws InvalidKeyException * @throws ShortBufferException * @throws IllegalBlockSizeException * @throws BadPaddingException * @throws NoSuchAlgorithmException * @throws NoSuchPaddingException * @throws IOException */ public void decrypt(InputStream in, OutputStream out) throws InvalidKeyException, ShortBufferException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, IOException { this.crypt(in, out, Cipher.DECRYPT_MODE); } /** * 实际的加密解密过程 * @param in * @param out * @param mode * @throws IOException * @throws ShortBufferException * @throws IllegalBlockSizeException * @throws BadPaddingException * @throws NoSuchAlgorithmException * @throws NoSuchPaddingException * @throws InvalidKeyException */ public void crypt(InputStream in, OutputStream out, int mode) throws IOException, ShortBufferException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException { Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES"); cipher.init(mode, this.key); int blockSize = cipher.getBlockSize(); int outputSize = cipher.getOutputSize(blockSize); byte[] inBytes = new byte[blockSize]; byte[] outBytes = new byte[outputSize]; int inLength = 0; boolean more = true; while (more) { inLength = in.read(inBytes); if (inLength == blockSize) { int outLength = cipher.update(inBytes, 0, blockSize, outBytes); out.write(outBytes, 0, outLength); } else { more = false; } } if (inLength > 0) outBytes = cipher.doFinal(inBytes, 0, inLength); else outBytes = cipher.doFinal(); out.write(outBytes); out.flush(); } public void setKey(Key key) { this.key = key; } public Key getKey() { return key; } public static void main(String[] args) throws Exception { AES aes = new AES(); aes.generateKey(); File file = new File("D:/aa.jpg"); FileInputStream in = new FileInputStream(file); File file1 = new File("D:/temp/pub.key"); FileOutputStream out = new FileOutputStream(file1); aes.encrypt(in, out); aes.decrypt(in, out); } }
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