浅谈几种常见的加密算法

本是古典何须时尚 2023-06-10 08:27 55阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一、编码格式 （这个按道理来讲是算不上加密的，但是比较常用）
 *  二、消息摘要算法 （这个按道理来讲是算不上加密的，但是比较常用）
 *  三、对称加密
 *  四、非对称加密
 *  在线加密测试工具
 *  参考相关文章

下面所有代码都是基于 `jdk8`

所有基于Apache的实现都需要引入下面这个包：

<dependency>
 <groupId>commons-codec</groupId>
 <artifactId>commons-codec</artifactId>
 <version>1.11</version>
 </dependency>

# 一、编码格式 （这个按道理来讲是算不上加密的，但是比较常用） #

[编码格式算法][Link 1]

# 二、消息摘要算法 （这个按道理来讲是算不上加密的，但是比较常用） #

[消息摘要算法][Link 2]

基于上面的 `编码格式算法` 和 `消息摘要算法` 写了一个基础加密工具，`对称加密` 和 `非对称加密`有单独的工具类，往下看就知道了。

package com.blog.www.util.coder.base;
 
 import lombok.AccessLevel;
 import lombok.NoArgsConstructor;
 import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
 import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;
 import org.apache.commons.codec.digest.HmacAlgorithms;
 import org.apache.commons.codec.digest.HmacUtils;
 import org.springframework.util.Base64Utils;
 
 import javax.crypto.KeyGenerator;
 import javax.crypto.SecretKey;
 import java.net.URLDecoder;
 import java.net.URLEncoder;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 import java.security.NoSuchAlgorithmException;
 import java.util.Objects;
 import java.util.Random;
 
 /** * 基础编码工具类 * * 包含以下几种加密： * <ul> * <li>Base64</li> * <li>URLEncoder、URLDecoder</li> * <li>MD5</li> * <li>MD5加随机盐</li> * <li>SHA</li> * <li>MAC</li> * </ul> * * 注意： * Base64加密可逆，一般用来编码信息发送，甚至可以把图片转换成字符串发送到前端显示。注意不要用来发送机密信息！ * MD5、SHA、MAC这三种加密算法，是不可逆加密，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。 * * 创建人：leigq * 创建时间：2017年10月23日 下午10:39:06 */
 @Slf4j
 @NoArgsConstructor(access = AccessLevel.PRIVATE)
 public final class BaseCoderUtils { 
 	/* ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ BASE64 编码、解码 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ */
 
 	/** * BASE64加密 * * * @param binaryData 待加密二进制数据 * @return 加密后字符串 */
 	public static String encryptBase64(final byte[] binaryData) { 
 		// 安卓自带实现，因为安卓用不了Apache的实现，所以只能用自带的实现。注意，Base64.CRLF才对应Apache的默认模式！
 		// return Base64.encodeToString(key, Base64.CRLF);
 		return Base64Utils.encodeToString(binaryData);
 	}
 
 	/** * BASE64解密 * * * @param base64String 加密后字符串 * @return 原始二进制数据 */
 	public static byte[] decryptBase64(final String base64String) { 
 		// 安卓自带实现
 		// return Base64.decode(key, Base64.CRLF);
 		return Base64Utils.decodeFromString(base64String);
 	}
 	/* ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ BASE64 编码、解码 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ */
 
 
 
 
 
 
 	/* ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ URL 编码、解码 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ */
 
 	/** * 将 URL 编码 */
 	public static String encodeURL(final String data) { 
 		String target;
 		try { 
 			target = URLEncoder.encode(data, StandardCharsets.UTF_8.name());
 		} catch (Exception e) { 
 			log.error("编码出错！", e);
 			throw new RuntimeException(e);
 		}
 		return target;
 	}
 
 	/** * 将 URL 解码 */
 	public static String decodeURL(final String data) { 
 		String target;
 		try { 
 			target = URLDecoder.decode(data, StandardCharsets.UTF_8.name());
 		} catch (Exception e) { 
 			log.error("解码出错！", e);
 			throw new RuntimeException(e);
 		}
 		return target;
 	}
 	/* ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ URL 编码、解码 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ */
 
 
 
 
 
 
 
 	/* ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ MD5加密相关 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ */
 
 	/** * MD5加密 * * @param data * @return 大写 */
 	public static String encryptMD5(final byte[] data) { 
 		return DigestUtils.md5Hex(data).toUpperCase();
 	}
 
 	/** * MD5加密，字符串到字符串 * * @param data * @return 大写 */
 	public static String encryptMD5(final String data) { 
 		return encryptMD5(data.getBytes());
 	}
 
 	/** * 3次MD5加密，字符串到字符串 * * @param data * @return 大写 */
 	public static String encryptTriMD5(final String data) { 
 		int count = 3;
 		String md5 = data;
 		for (int i = 0; i < count; i++) { 
 			md5 = encryptMD5(md5);
 		}
 		return md5;
 	}
 
 	/** * 生成含有随机盐的加密字符串 * * @param data 待加密的字符 * @return 加密后的字符(含 16 位随机盐)，大写 */
 	public static String encryptMD5WithRandomSalt(final String data) { 
 		return encryptMd5WithRandomSalt(data);
 	}
 
 	/** * 校验密码是否正确 * * @param data 待验证的字符(明文) * @param md5StringWithSalt 加密后的字符(含 16 位随机盐) * @return 验证结果 */
 	public static boolean verifyMD5WithRandomSalt(final String data, final String md5StringWithSalt) { 
 		return verifyMd5WithRandomSalt(data, md5StringWithSalt);
 	}
 	/* ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ MD5加密相关 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ */
 
 
 
 
 	/* ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ SHA 加密 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ */
 	/** * 默认使用 SHA-1 20字节 160位 * 其他还有： * SHA-224 32字节 224位 * SHA-256 32字节 256位 * SHA-384 48字节 384位 * SHA-512 64字节 512位 * 由于它产生的数据摘要的长度更长，因此更难以发生碰撞，因此较之MD5更为安全，它是未来数据摘要算法的发展方向。 * 由于SHA系列算法的数据摘要长度较长，因此其运算速度与MD5相比，也相对较慢。 */
 	/** * SHA 加密 * * @param data * @return */
 	public static String encryptSHA(final byte[] data) { 
 		return DigestUtils.sha1Hex(data).toUpperCase();
 
 	}
 
 	/** * SHA 加密，字符串到字符串 * * * @param data * @return */
 	public static String encryptSHA(final String data) { 
 		return DigestUtils.sha1Hex(data).toUpperCase();
 	}
 	/* ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ SHA 加密 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ */
 
 
 
 
 	/* ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ MAC加密相关 ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ */
 	/** * 默认使用 HmacMD5 加密。 * 其他还有： * HmacSHA1 * HmacSHA256 * HmacSHA384 * HmacSHA512 */
 	/** * 初始化 MAC 密钥 * * @return MAC 密钥 * @throws NoSuchAlgorithmException */
 	public static String initMacKey() throws NoSuchAlgorithmException { 
 		KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(HmacAlgorithms.HMAC_MD5.getName());
 		SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
 		return encryptBase64(secretKey.getEncoded());
 	}
 
 	/** * MAC 加密 * * @param data 待加密数据 * @param key 密钥，可用 initMacKey() 方法生成，也可自定义 * @return 加密后数据 */
 	public static String encryptHMAC(final byte[] data, final String key) { 
 		HmacUtils hmacMd5 = new HmacUtils(HmacAlgorithms.HMAC_MD5, key);
 		return hmacMd5.hmacHex(data).toUpperCase();
 	}
 	/* ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ MAC加密相关 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑ */
 
 
 	/** * 生成含有随机盐的加密字符串 * * @param data 待加密的字符 * @return 加密后的字符(含 16 位随机盐)，大写 */
 	private static String encryptMd5WithRandomSalt(String data) { 
 		Random r = new Random();
 		StringBuilder sb = new StringBuilder(16);
 		sb.append(r.nextInt(99999999))
 				.append(r.nextInt(99999999));
 		int len = sb.length();
 		if (len < 16) { 
 			for (int i = 0; i < 16 - len; i++) { 
 				sb.append("0");
 			}
 		}
 		String salt = sb.toString();
 		String md5WithSaltStr = DigestUtils.md5Hex(data + salt);
 		char[] cs = new char[48];
 		for (int i = 0; i < 48; i += 3) { 
 			cs[i] = md5WithSaltStr.charAt(i / 3 * 2);
 			char c = salt.charAt(i / 3);
 			cs[i + 1] = c;
 			cs[i + 2] = md5WithSaltStr.charAt(i / 3 * 2 + 1);
 		}
 		return new String(cs).toUpperCase();
 	}
 
 	/** * 校验密码是否正确 * * @param data 待验证的字符(明文) * @param md5StrContainRandomSalt 加密后的字符(含 16 位随机盐) * @return 验证结果 */
 	private static boolean verifyMd5WithRandomSalt(String data, String md5StrContainRandomSalt) { 
 		// 32 位加密字符（不含盐）
 		char[] cs1 = new char[32];
 		// 16 位的随机盐
 		char[] cs2 = new char[16];
 		for (int i = 0; i < 48; i += 3) { 
 			cs1[i / 3 * 2] = md5StrContainRandomSalt.charAt(i);
 			cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5StrContainRandomSalt.charAt(i + 2);
 			cs2[i / 3] = md5StrContainRandomSalt.charAt(i + 1);
 		}
 		String salt = new String(cs2);
 		return Objects.equals(DigestUtils.md5Hex(data + salt).toUpperCase(), new String(cs1));
 	}
 
 }

# 三、对称加密 #

[对称加密][Link 3]

# 四、非对称加密 #

先来看看这两篇文章，帮助理解 `非对称加密`、`数字签名`，写得挺好的。

*  [RSA算法原理（一）][RSA]
 *  [RSA算法原理（二）][RSA 1]
 *  [数字签名是什么？][Link 4]

[非对称加密][Link 5]

# 在线加密测试工具 #

[在线加密解密工具][Link 6]

# 参考相关文章 #

*  [Java加密技术（一）——BASE64与单向加密算法MD5&SHA&MAC][Java_BASE64_MD5_SHA_MAC]
 *  [Java加密技术（二）——对称加密算法DES&AES][Java_DES_AES]
 *  [【JAVA】AES加密 简单实现 AES-128/ECB/PKCS5Padding][JAVA_AES_ _ AES-128_ECB_PKCS5Padding]
 *  [java加解密之DES多种使用方式][java_DES]
 *  [3DES加密算法][3DES]
 *  [Java加密技术（四）——非对称加密算法RSA][Java_RSA]
 *  [RSA加密解密及数字签名Java实现][RSA_Java]
 *  [AES apache commons-crypto 对称加密][AES apache commons-crypto]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/qq_34845394/article/details/102720288
[Link 2]: https://blog.csdn.net/qq_34845394/article/details/102720422
[Link 3]: https://blog.csdn.net/qq_34845394/article/details/102758984
[RSA]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/06/rsa_algorithm_part_one.html
[RSA 1]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/07/rsa_algorithm_part_two.html
[Link 4]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html
[Link 5]: https://blog.csdn.net/qq_34845394/article/details/102759009
[Link 6]: http://tool.chacuo.net/cryptaes
[Java_BASE64_MD5_SHA_MAC]: https://www.iteye.com/blog/snowolf-379860
[Java_DES_AES]: https://www.iteye.com/blog/snowolf-380034
[JAVA_AES_ _ AES-128_ECB_PKCS5Padding]: https://segmentfault.com/a/1190000015943620
[java_DES]: https://blog.csdn.net/bbaiggey/article/details/79414646
[3DES]: https://www.cnblogs.com/shindo/p/6021976.html
[Java_RSA]: https://www.iteye.com/blog/snowolf-381767
[RSA_Java]: https://my.oschina.net/jiangli0502/blog/171263
[AES apache commons-crypto]: https://www.cnblogs.com/dingmy/p/9467429.html