消息摘要
算法簡述
定義
它是一個唯一對應(yīng)一個消息或文本的固定長度的值，它由一個單向hash加密函數(shù)對消息進(jìn)行作用而產(chǎn)生。如果消息在途中改變了，則接收者通過對收到消息的新產(chǎn)生的摘要與原摘要比較，就可知道消息是否被改變了。因此消息摘要保證了消息的完整性。消息摘要采用單向hash 函數(shù)將需加密的明文"摘要"成一串密文，這一串密文亦稱為數(shù)字指紋(finger print)。它有固定的長度，且不同的明文摘要成密文，其結(jié)果總是不同的，而同樣的明文其摘要必定一致。這樣這串摘要便可成為驗證明文是否是"真身"的"指紋"了。
特點
消息摘要具有以下特點：
（1）唯一性：數(shù)據(jù)只要有一點改變，那么再通過消息摘要算法得到的摘要也會發(fā)生變化。雖然理論上有可能會發(fā)生碰撞，但是概率極其低。
（2）不可逆：消息摘要算法的密文無法被解密。
（3）不需要密鑰，可使用于分布式網(wǎng)絡(luò)。
（4）無論輸入的明文有多長，計算出來的消息摘要的長度總是固定的。
原理
消息摘要，其實就是將需要摘要的數(shù)據(jù)作為參數(shù)，經(jīng)過哈希函數(shù)(hash)的計算，得到的散列值。
常用算法
消息摘要算法包括md(message digest，消息摘要算法)、sha(secure hash algorithm，安全散列算法)、mac(message authenticationcode，消息認(rèn)證碼算法)共3大系列，常用于驗證數(shù)據(jù)的完整性，是數(shù)字簽名算法的核心算法。
md5和sha1分別是md、sha算法系列中最有代表性的算法。
如今，md5已被發(fā)現(xiàn)有許多漏洞，從而不再安全。sha算法比md算法的摘要長度更長，也更加安全。
算法實現(xiàn)
md5、sha的范例
jdk中使用md5和sha這兩種消息摘要的方式基本一致，步驟如下：
（1）初始化messagedigest對象
（2）更新要計算的內(nèi)容
（3）生成摘要
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importjava.io.unsupportedencodingexception;import java.security.messagedigest;import java.security.nosuchalgorithmexception;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class msgdigestdemo{ public static void main(string args[]) throws nosuchalgorithmexception, unsupportedencodingexception { string msg = "hello world!"; messagedigest md5digest = messagedigest.getinstance("md5"); // 更新要計算的內(nèi)容 md5digest.update(msg.getbytes()); // 完成哈希計算，得到摘要 byte[] md5encoded = md5digest.digest(); messagedigest shadigest = messagedigest.getinstance("sha"); // 更新要計算的內(nèi)容 shadigest.update(msg.getbytes()); // 完成哈希計算，得到摘要 byte[] shaencoded = shadigest.digest(); system.out.println("原文: " + msg); system.out.println("md5摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(md5encoded)); system.out.println("sha摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(shaencoded)); }} |
結(jié)果：
原文:hello world!
md5摘要: 7qdih1muhjzehb6sv8unja
sha摘要:lve95gjovatpfv8el5x4nxwjkhe
hmac的范例
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importjavax.crypto.mac;import javax.crypto.spec.secretkeyspec;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class hmaccoder{ /** * jdk支持hmacmd5, hmacsha1,hmacsha256, hmacsha384, hmacsha512 */ public enum hmactypeen { hmacmd5, hmacsha1, hmacsha256, hmacsha384, hmacsha512; } public static byte[] encode(byte[] plaintext, byte[] secretkey, hmactypeen type) throwsexception { secretkeyspec keyspec = new secretkeyspec(secretkey, type.name()); mac mac = mac.getinstance(keyspec.getalgorithm()); mac.init(keyspec); return mac.dofinal(plaintext); } public static void main(string[] args) throws exception { string msg = "hello world!"; byte[] secretkey = "secret_key".getbytes("utf8"); byte[] digest = hmaccoder.encode(msg.getbytes(), secretkey, hmactypeen.hmacsha256); system.out.println("原文: " + msg); system.out.println("摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(digest)); }} |
結(jié)果：
原文:hello world!
摘要: b8-euifaoj5oufweooq08hbgamsipc3nt-yv-s91yr4
數(shù)字簽名
算法簡述
數(shù)字簽名算法可以看做是一種帶有密鑰的消息摘要算法，并且這種密鑰包含了公鑰和私鑰。也就是說，數(shù)字簽名算法是非對稱加密算法和消息摘要算法的結(jié)合體。
特點
數(shù)字簽名算法要求能夠驗證數(shù)據(jù)完整性、認(rèn)證數(shù)據(jù)來源，并起到抗否認(rèn)的作用。
原理
數(shù)字簽名算法包含簽名和驗證兩項操作，遵循私鑰簽名，公鑰驗證的方式。
簽名時要使用私鑰和待簽名數(shù)據(jù)，驗證時則需要公鑰、簽名值和待簽名數(shù)據(jù)，其核心算法主要是消息摘要算法。
常用算法
rsa、dsa、ecdsa
算法實現(xiàn)
dsa的范例
數(shù)字簽名有兩個流程：簽名和驗證。
它們的前提都是要有一個公鑰、密鑰對。
簽名
用私鑰為消息計算簽名
驗證
用公鑰驗證摘要
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importjava.security.keyfactory;import java.security.keypair;import java.security.keypairgenerator;import java.security.privatekey;import java.security.publickey;import java.security.signature;import java.security.spec.pkcs8encodedkeyspec;import java.security.spec.x509encodedkeyspec;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class dsacoder{ public static final string key_algorithm = "dsa"; public enum dsatypeen { md5withdsa, sha1withdsa } /** * dsa密鑰長度默認(rèn)1024位。 密鑰長度必須是64的整數(shù)倍，范圍在512~1024之間 */ private static final int key_size = 1024; private keypair keypair; public dsacoder() throws exception { keypair = initkey(); } public byte[] signature(byte[] data, byte[] privatekey) throws exception { pkcs8encodedkeyspec keyspec = new pkcs8encodedkeyspec(privatekey); keyfactory keyfactory = keyfactory.getinstance(key_algorithm); privatekey key =keyfactory.generateprivate(keyspec); signature signature = signature.getinstance(dsatypeen.sha1withdsa.name()); signature.initsign(key); signature.update(data); return signature.sign(); } public boolean verify(byte[] data, byte[] publickey, byte[] sign) throws exception { x509encodedkeyspec keyspec = new x509encodedkeyspec(publickey); keyfactory keyfactory = keyfactory.getinstance(key_algorithm); publickey key =keyfactory.generatepublic(keyspec); signature signature = signature.getinstance(dsatypeen.sha1withdsa.name()); signature.initverify(key); signature.update(data); return signature.verify(sign); } private keypair initkey() throws exception { // 初始化密鑰對生成器 keypairgenerator keypairgen = keypairgenerator.getinstance(key_algorithm); // 實例化密鑰對生成器 keypairgen.initialize(key_size); // 實例化密鑰對 return keypairgen.genkeypair(); } public byte[] getpublickey() { return keypair.getpublic().getencoded(); } public byte[] getprivatekey() { return keypair.getprivate().getencoded(); } public static void main(string[] args) throws exception { string msg = "hello world"; dsacoder dsa = new dsacoder(); byte[] sign = dsa.signature(msg.getbytes(), dsa.getprivatekey()); boolean flag = dsa.verify(msg.getbytes(), dsa.getpublickey(), sign); string result = flag ? "數(shù)字簽名匹配" : "數(shù)字簽名不匹配"; system.out.println("數(shù)字簽名：" + base64.encodebase64urlsafestring(sign)); system.out.println("驗證結(jié)果：" + result); }} |
參考
《core java volume2》
《java加密與解密技術(shù)》
原文鏈接：https://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/5700906.html
