BASE64、MD5、SHA、HMAC几种加密算法

BASE64编码算法不算是真正的加密算法。
    MD5、SHA、HMAC这三种加密算法，可谓是非可逆加密，就是不可解密的加密方法，我们称之为单向加密算法。我们通常只把他们作为加密的基础。单纯的以上三种的加密并不可靠。

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。

MD5
MD5 -- message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）缩写，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。

SHA
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。

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。





完整的算法类：

import java.security.MessageDigest;



import javax.crypto.KeyGenerator;

import javax.crypto.Mac;

import javax.crypto.SecretKey;



import sun.misc.BASE64Decoder;

import sun.misc.BASE64Encoder;



/**

* 基础加密组件

*

* @author 梁栋

* @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算法可选以下多种算法

*

* <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密钥

*

* @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);



}

}



再给出一个测试类：
import static org.junit.Assert.*;



import org.junit.Test;



/**

*

* @author 梁栋

* @version 1.0

* @since 1.0

*/

public class CoderTest {



@Test

public void test() throws Exception {

String inputStr = "简单加密";

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);



// 验证BASE64加密解密一致性

assertEquals(inputStr, outputStr);



// 验证MD5对于同一内容加密是否一致

assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder

.encryptMD5(inputData));



// 验证SHA对于同一内容加密是否一致

assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder

.encryptSHA(inputData));



String key = Coder.initMacKey();

System.err.println("Mac密钥:\n" + key);



// 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致

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));

}

}




控制台输出：
原文:

简单加密

BASE64加密后:

566A5Y2V5Yqg5a+G



BASE64解密后:

简单加密

Mac密钥:

uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke

pBIpkd7QHg==



MD5:

-550b4d90349ad4629462113e7934de56

SHA:

91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn

HMAC:

2287d192387e95694bdbba2fa941009a







BASE64的加密解密是双向的，可以求反解。
    MD5、SHA以及HMAC是单向加密，任何数据加密后只会产生唯一的一个加密串，通常用来校验数据在传输过程中是否被修改。其中HMAC算法有一个密钥，增强了数据传输过程中的安全性，强化了算法外的不可控因素。
    单向加密的用途主要是为了校验数据在传输过程中是否被修改。