消息摘要MD/SHA/HMAC的使用方法

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[t]消息摘要的概念:[/t]

唯一对应一个消息或文本的固定长度的值,由一个单向Hash加密函数对消息进行作用而产生。

消息摘要的分类:

(1)MD(Message Digest):消息摘要算法

(2)SHA(Secure Hash Algorithm):安全散列算法

(3)MAC(Message Authentication Code):消息认证码算法

应用:

验证数据完整性(防止在传输途中被篡改)

20160111212335

[t]MD 算法的编程使用[/t]

MD 算法的基本概念

为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数,用以提供消息的完整性保护

2. MD 算法的种类

MD 系列算法(JDK)

算法 数据长度 摘要长度
MD2 任意 128
MD5 任意 128

 

MD 算法编程使用:

[cc lang=”java“]
// 初始化 MessageDigest
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(“MD5”);
// 更新
md5.update(data);
// 生成摘要
byte[] result= md5.digest();
[/cc]

[t]SHA 算法的编程使用[/t]

1. SHA 算法的基本概念

安全哈希算法,主要适用于数字签名标准里面定义的数字签名算法

2. SHA 算法的种类

SHA 系列算法(JDK)

 

算法 数据长度 摘要长度
SHA-1 任意 160
SHA-256 256
SHA-384 384
SHA-512 512

SHA 系列算法编程使用:

/[cc lang=”java”]
/ 初始化MessageDigest
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(“SHA”);
// 更新
sha.update(data);
// 生成摘要
byte[] result= sha.digest();
[/cc]
 

[t]HMAC 算法的编程使用[/t]

引言:单一MD或SHA算法缺点?

摘要值容易被篡改!

20160111213439

HMAC 算法的基本概念

结合了MD5和SHA算法的优势,同时用密钥对摘要加密,是一种更为安全的消息摘要算法。

20160111213723

HMAC 算法的种类

HMAC 系列算法(JDK)

算法 数据长度 摘要长度
 HmacMD5 任意 128
 HmacSHA1 160
HmacSHA256 256
HmacSHA384 384
HmacSHA512 512

如何生成密钥

20160111213907

2. 构建密钥

[cc lang=”java”]
// 初始化 KeyGenerator
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance(“HmacMD5″);
// 产生密钥
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();
// 得到密钥字节数组
byte[] key = secretKey.getEncoded();
[/cc]

 

3. 执行消息摘要

[cc lang=”java”]
// 从字节数组还原密钥
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, “HmacMD5”);
// 实例化 Mac
Mac mac = Mac.getInstance(“HmacMD5”);
// 用密钥初始化 Mac
mac.init(secretKey);
// 执行消息摘要
byte[] result = mac.doFinal(data);
[/cc]

 

总结:

1. 散列函数特征:

(1)输入任意长度数据,输出固定长度散列值,计算很容易,过程不可逆

(2)对于某数据,其散列值固定

(3)两个数据不同,则对应的散列值也不同

(4)两个散列值不同,则对应的原始输入数据也不同

 

java代码实现

MessageDigestUtil.java

[cc lang=”java”]
package cn.bcoder;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.security.DigestInputStream;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

public class MessageDigestUtil {

public static String encryptMD5(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException{
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(“MD5”);
md5.update(data);
byte[] resultBytes = md5.digest();

String resultString = BytesToHex.fromBytesToHex(resultBytes);
return resultString;
}

public static String getMD5OfFile(String path) throws Exception{
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(path));
DigestInputStream dis = new DigestInputStream(fis, MessageDigest.getInstance(“MD5”));
// 流输入
byte[] buffer = new byte[1024];
int read = dis.read(buffer, 0, 1024);
while (read != -1){
read = dis.read(buffer, 0, 1024);
}

MessageDigest md = dis.getMessageDigest();
byte[] resultBytes = md.digest();
String resultString = BytesToHex.fromBytesToHex(resultBytes);
return resultString;
}

public static String encryptSHA(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException{
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(“SHA-512”);
sha.update(data);
byte[] resultBytes = sha.digest();

String resultString = BytesToHex.fromBytesToHex(resultBytes);
return resultString;
}

public static byte[] initHmacKey() throws Exception{
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance(“HmacSHA512”);
SecretKey secretKey = keyGen.generateKey();
return secretKey.getEncoded();
}

public static String encryptHmac(byte[] data, byte[] key) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException{
SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, “HmacSHA512”);
Mac mac = Mac.getInstance(“HmacSHA512”);
mac.init(secretKey);
byte[] resultBytes = mac.doFinal(data);

String resultString = BytesToHex.fromBytesToHex(resultBytes);
return resultString;
}

}

[/cc]

Main.java

[cc lang=”java”]
import java.io.IOException;
package cn.bcoder;

public class Main {

//待加密的明文
public static final String DATA = “bcoder.clbug.com”;
public static final String PATH = “mysql-installer-web-community-5.6.22.0.msi”;

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

/* Test MD5 */
String md5Result = MessageDigestUtil.encryptMD5(DATA.getBytes());
System.out.println(DATA + “>>>MD5>>>” + md5Result);

/* Test MD5 of File */
String fileMD5Result = MessageDigestUtil.getMD5OfFile(PATH);
System.out.println(“File MD5 : ” + fileMD5Result);

/* Test SHA */
String shaResult = MessageDigestUtil.encryptSHA(DATA.getBytes());
System.out.println(DATA + “>>>SHA>>>” + shaResult);

/* Test HMAC */
byte[] hmacKey = MessageDigestUtil.initHmacKey();
System.out.println(“HMAC KEY: ” + BytesToHex.fromBytesToHex(hmacKey));
String hmacResult = MessageDigestUtil.encryptHmac(DATA.getBytes(), hmacKey);
System.out.println(DATA + “>>>HMAC>>>” + hmacResult);

}

}
[/cc]

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