加密算法中BASE64、MD5、SHA、HMAC等之间的区别

 

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。 

 

 ​​

1. 1. 
      
2. /**
3. * BASE64解密
4. *
5. * @param key
6. * @return
7. * @throws Exception
8. */
9. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
10. return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
11. }
12. 
    
13. /**
14. * BASE64加密
15. *
16. * @param key
17. * @return
18. * @throws Exception
19. */
20. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
21. return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
22. }
    1. 
       

主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder两个类，我们只需要知道使用对应的方法即可。另，BASE加密后产生的字节位数是8的倍数，如果不够位数以=符号填充。

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。

通过java代码实现如下：

 

 ​​

1. 1. 
      
2. /**
3. * MD5加密
4. *
5. * @param data
6. * @return
7. * @throws Exception
8. */
9. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
10. 
    
11. MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
12. md5.update(data);
13. 
    
14. return md5.digest();
15. 
    
16. }
    1. 
       

通常我们不直接使用上述MD5加密。通常将MD5产生的字节数组交给BASE64再加密一把，得到相应的字符串。

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。

通过java代码实现如下：

 ​​

1. 1. 
      
2. /**
3. * SHA加密
4. *
5. * @param data
6. * @return
7. * @throws Exception
8. */
9. public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
10. 
    
11. MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
12. sha.update(data);
13. 
    
14. return sha.digest();
15. 
    
16. }
17. }
    1. 
       

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。

通过java代码实现如下：

 ​​

/** * 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);
}

1. 
   

给出一个完整类，如下：

 ​​

1. 1. 
      
2. import java.security.MessageDigest;
3. 
   
4. import javax.crypto.KeyGenerator;
5. import javax.crypto.Mac;
6. import javax.crypto.SecretKey;
7. 
   
8. import sun.misc.BASE64Decoder;
9. import sun.misc.BASE64Encoder;
10. 
    
11. /**
12. * 基础加密组件
13. *
14. * @author 梁栋
15. * @version 1.0
16. * @since 1.0
17. */
18. public abstract class Coder {
19. public static final String KEY_SHA = "SHA";
20. public static final String KEY_MD5 = "MD5";
21. 
    
22. /**
23. * MAC算法可选以下多种算法
24. *
25. * <pre>
26. * HmacMD5
27. * HmacSHA1
28. * HmacSHA256
29. * HmacSHA384
30. * HmacSHA512
31. * </pre>
32. */
33. public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";
34. 
    
35. /**
36. * BASE64解密
37. *
38. * @param key
39. * @return
40. * @throws Exception
41. */
42. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {
43. return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);
44. }
45. 
    
46. /**
47. * BASE64加密
48. *
49. * @param key
50. * @return
51. * @throws Exception
52. */
53. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {
54. return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);
55. }
56. 
    
57. /**
58. * MD5加密
59. *
60. * @param data
61. * @return
62. * @throws Exception
63. */
64. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
65. 
    
66. MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
67. md5.update(data);
68. 
    
69. return md5.digest();
70. 
    
71. }
72. 
    
73. /**
74. * SHA加密
75. *
76. * @param data
77. * @return
78. * @throws Exception
79. */
80. public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
81. 
    
82. MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
83. sha.update(data);
84. 
    
85. return sha.digest();
86. 
    
87. }
88. 
    
89. /**
90. * 初始化HMAC密钥
91. *
92. * @return
93. * @throws Exception
94. */
95. public static String initMacKey() throws Exception {
96. KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
97. 
    
98. SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
99. return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());
100. }
101. 
     
102. /**
103. * HMAC加密
104. *
105. * @param data
106. * @param key
107. * @return
108. * @throws Exception
109. */
110. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {
111. 
     
112. SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);
113. Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
114. mac.init(secretKey);
115. 
     
116. return mac.doFinal(data);
117. 
     
118. }
119. }
     1. 
        

再给出一个测试类：

 ​​

1. 1. 
      
2. import static org.junit.Assert.*;
3. 
   
4. import org.junit.Test;
5. 
   
6. /**
7. *
8. * @author 梁栋
9. * @version 1.0
10. * @since 1.0
11. */
12. public class CoderTest {
13. 
    
14. @Test
15. public void test() throws Exception {
16. String inputStr = "简单加密";
17. System.err.println("原文:/n" + inputStr);
18. 
    
19. byte[] inputData = inputStr.getBytes();
20. String code = Coder.encryptBASE64(inputData);
21. 
    
22. System.err.println("BASE64加密后:/n" + code);
23. 
    
24. byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);
25. 
    
26. String outputStr = new String(output);
27. 
    
28. System.err.println("BASE64解密后:/n" + outputStr);
29. 
    
30. // 验证BASE64加密解密一致性
31. assertEquals(inputStr, outputStr);
32. 
    
33. // 验证MD5对于同一内容加密是否一致
34. assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder
35. .encryptMD5(inputData));
36. 
    
37. // 验证SHA对于同一内容加密是否一致
38. assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder
39. .encryptSHA(inputData));
40. 
    
41. String key = Coder.initMacKey();
42. System.err.println("Mac密钥:/n" + key);
43. 
    
44. // 验证HMAC对于同一内容，同一密钥加密是否一致
45. assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(
46. inputData, key));
47. 
    
48. BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));
49. System.err.println("MD5:/n" + md5.toString(16));
50. 
    
51. BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));
52. System.err.println("SHA:/n" + sha.toString(32));
53. 
    
54. BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));
55. System.err.println("HMAC:/n" + mac.toString(16));
56. }
57. }
    1. 
       

控制台输出：

 ​​

1. 
   
   1.