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单向散列加密
散列是信息的提炼，通常其长度要比信息小得多，且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的，这就意味着通过散列结果，无法推出任何部分的原始信息。任何输入信息的变化，哪怕仅一位，都将导致散列结果的明显变化，这称之为雪崩效应。散列还应该是防冲突的，即找不出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。
单向散列函数一般用于产生消息摘要，密钥加密等，常见的有：
1、MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法，非可逆，相同的明文产生相同的密文。
2、SHA（Secure Hash Algorithm）：可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值；
SHA-1与MD5的比较
因为二者均由MD4导出，SHA-1和MD5彼此很相似。相应的，他们的强度和其他特性也是相似，但还有以下几点不同：
1、对强行供给的安全性：最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术，产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2128数量级的操作，而对SHA-1则是2160数量级的操作。这样，SHA-1对强行攻击有更大的强度。
2、对密码分析的安全性：由于MD5的设计，易受密码分析的攻击，SHA-1显得不易受这样的攻击。
3、速度：在相同的硬件上，SHA-1的运行速度比MD5慢。
1、特征：雪崩效应、定长输出和不可逆。
2、作用是：确保数据的完整性。
3、加密算法：md5（标准密钥长度128位）、sha1（标准密钥长度160位）、md4、CRC-32
4、加密工具：md5sum、sha1sum、openssl dgst。
5、计算某个文件的hash值，例如：md5sum/shalsum FileName,openssl dgst –md5/-sha
MD5加密
在线MD5解密与加密
Java操作MD5加密
MD5加盐实现方式
一般使用的加盐：
md5(Password+UserName)，即将用户名和密码字符串相加再MD5，这样的MD5摘要基本上不可反查。
但有时候用户名可能会发生变化，发生变化后密码即不可用了（验证密码实际上就是再次计算摘要的过程）。
----------
因此我们做了一个非常简单的加盐算法，每次保存密码到数据库时，都生成一个随机16位数字，将这16位数字和密码相加再求MD5摘要，然后在摘要中再将这16位数字按规则掺入形成一个48位的字符串。
在验证密码时再从48位字符串中按规则提取16位数字，和用户输入的密码相加再MD5。按照这种方法形成的结果肯定是不可直接反查的，且同一个密码每次保存时形成的摘要也都是不同的。
代码如下：
/**
* MD5加盐加密
*/
public class PasswordUtil {
/**
* 生成含有随机盐的密码
*/
public static String generate(String password) {
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();
password = md5Hex(password + salt);
char[] cs = new char[48];
for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
cs[i] = password.charAt(i / 3 * 2);
char c = salt.charAt(i / 3);
cs[i + 1] = c;
cs[i + 2] = password.charAt(i / 3 * 2 + 1);
}
return new String(cs);
}
/**
* 校验密码是否正确
*/
public static boolean verify(String password, String md5) {
char[] cs1 = new char[32];
char[] cs2 = new char[16];
for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
cs1[i / 3 * 2] = md5.charAt(i);
cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5.charAt(i + 2);
cs2[i / 3] = md5.charAt(i + 1);
}
String salt = new String(cs2);
return md5Hex(password + salt).equals(new String(cs1));
}
/**
* 获取十六进制字符串形式的MD5摘要
*/
public static String md5Hex(String src) {
try {
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
byte[] bs = md5.digest(src.getBytes());
return new String(new Hex().encode(bs));
} catch (Exception e) {
return null;
}
}
public static void main(String[] args) {
// 加密+加盐
String password1 = generate("admin");
System.out.println("结果：" + password1 + " 长度：" + password1.length());
// 解码
System.out.println(verify("admin", password1));
// 加密+加盐
String password2 = generate("admin");
System.out.println("结果：" + password2 + " 长度：" + password2.length());
// 解码
System.out.println(verify("admin", password2));
}
}
对称加密
对称密码技术：发件人和收件人使用其共同拥有的单个密钥 ,这种密钥既用于加密，也用于解密，叫做机密密钥(也称为对称密钥或会话密钥)。
能够提供信息机密性（没有密钥信息不能被解密）、完整性（被改变的信息不能被解密）的服务。
对称式密码学又称：单钥密码学、秘密密钥密码学、会话密钥密码学、私钥密码学、共享秘钥密码学
常见的对称式加密技术
DES：（数据加密标准）：分组式加密，算法源于Lucifer，作为NIST对称式加密标准；64位（有效位56位、校验8位），分组算法
3DES：128位，分组算法
IDEA（国际数据加密算法）：128位，比DES快，分组算法
Blowfish：32-448位，算法公开，分组算法
RC4：流密码，密钥长度可变
RC5：分组密码，密钥长度可变，最大2048位
Rijndael：128位/196位/256位
AES（高级加密标准）：DES升级版，算法出自Rinjindael
对称密码的优点
用户只需记忆一个密钥，就可用于加密、解密；
与非对称加密方法相比，加密解密的计算量小，速度快，简单易用，适合于对海量数据进行加密处理 。
对称密码的缺点
如果密钥交换不安全，密钥的安全性就会丧失。特别是在电子商务环境下，当客户是未知的、不可信的实体时，如何使客户安全地获得密钥就成为一大难题。
如果用户较多情况下的密钥管理问题。N*(N-1)/2
如果密钥多个用户被共享，不能提供抗抵赖性
对称密码案例
假设Alice和Bob是认识的，两人为了保证通信消息不被其它人截取，预先约定了一个密码，用来加密在他们之间传送的消息，这样即使有人截取了消息没有密码也无法知道消息的内容。由此便实现了机密性。
基于DES实现加密和解密
DES加密工具类
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/**
* DES加密介绍 DES是一种对称加密算法，所谓对称加密算法即：加密和解密使用相同密钥的算法。DES加密算法出自IBM的研究，
* 后来被美国政府正式采用，之后开始广泛流传，但是近些年使用越来越少，因为DES使用56位密钥，以现代计算能力，
* 24小时内即可被破解。虽然如此，在某些简单应用中，我们还是可以使用DES加密算法，本文简单讲解DES的JAVA实现 。
* 注意：DES加密和解密过程中，密钥长度都必须是8的倍数
*/
public class DES {
public DES() {
}
// 测试
public static void main(String args[]) {
// 待加密内容
String str = "cryptology";
// 密码，长度要是8的倍数
String password = "95880288";
byte[] result = DES.encrypt(str.getBytes(), password);
System.out.println("加密后：" + new String(result));
// 直接将如上内容解密
try {
byte[] decryResult = DES.decrypt(result, password);
System.out.println("解密后：" + new String(decryResult));
} catch (Exception e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
/**
* 加密
*
* @param datasource
* byte[]
* @param password
* String
* @return byte[]
*/
public static byte[] encrypt(byte[] datasource, String password) {
try {
SecureRandom random = new SecureRandom();
DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
// 创建一个密匙工厂，然后用它把DESKeySpec转换成
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
// Cipher对象实际完成加密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
// 用密匙初始化Cipher对象,ENCRYPT_MODE用于将 Cipher 初始化为加密模式的常量
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, random);
// 现在，获取数据并加密
// 正式执行加密操作
return cipher.doFinal(datasource); // 按单部分操作加密或解密数据，或者结束一个多部分操作
} catch (Throwable e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
/**
* 解密
*
* @param src
* byte[]
* @param password
* String
* @return byte[]
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt(byte[] src, String password) throws Exception {
// DES算法要求有一个可信任的随机数源
SecureRandom random = new SecureRandom();
// 创建一个DESKeySpec对象
DESKeySpec desKey = new DESKeySpec(password.getBytes());
// 创建一个密匙工厂
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");// 返回实现指定转换的
// Cipher
// 对象
// 将DESKeySpec对象转换成SecretKey对象
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(desKey);
// Cipher对象实际完成解密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
// 用密匙初始化Cipher对象
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, random);
// 真正开始解密操作
return cipher.doFinal(src);
}
}
DES加解密案例
public class Demo01 {
// 1.配置密钥
private static String PASSWORD = "95880288";
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 2.需要加密的内容
String content = "yigeyouzi";
// 3.使用DES 加密
byte[] encryptContent = DES.encrypt(content.getBytes(), PASSWORD);
System.out.println("加密后内容:" + new String(encryptContent));
// 4.使用DES 解密
byte[] decrypt = DES.decrypt(encryptContent, PASSWORD);
System.out.println("解密后内容:" + new String(decrypt));
}
}非对称加密
使用一对密钥：一个用于加密信息，另一个则用于解密信息。
两个密钥之间存在着相互依存关系：即用其中任一个密钥加密的信息只能用另一个密钥进行解密。
其中加密密钥不同于解密密钥,公钥加密私钥解密，反之也可私钥加密公钥解密。
密钥依据性质划分，将其中的一个向外界公开，称为公钥；另一个则自己保留，称为私钥。公钥(Public key)常用于数据加密（用对方公钥加密）或签名验证（用对方公钥解密），私钥(Private key)常用于数据解密（发送方用接收方公钥加密）或数字签名（用自己私钥加密）。
机密性、完整性、抗抵赖性
使用过程：
乙方生成两把密钥（公钥和私钥）
甲方获取乙方的公钥，然后用它对信息加密。
乙方得到加密后的信息，用私钥解密，乙方也可用私钥加密字符串
甲方获取乙方私钥加密数据，用公钥解密
优点：难破解
缺点: 加密速度慢
常用算法：
RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法)
RSA 工具类
/**
* RSA加解密工具类
*
*
*/
public class RSAUtil {
public static String publicKey; // 公钥
public static String privateKey; // 私钥
/**
* 生成公钥和私钥
*/
public static void generateKey() {
// 1.初始化秘钥
KeyPairGenerator keyPairGenerator;
try {
keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
SecureRandom sr = new SecureRandom(); // 随机数生成器
keyPairGenerator.initialize(512, sr); // 设置512位长的秘钥
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair(); // 开始创建
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 进行转码
publicKey = Base64.encodeBase64String(rsaPublicKey.getEncoded());
// 进行转码
privateKey = Base64.encodeBase64String(rsaPrivateKey.getEncoded());
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 私钥匙加密或解密
*
* @param content
* @param privateKeyStr
* @return
*/
public static String encryptByprivateKey(String content, String privateKeyStr, int opmode) {
// 私钥要用PKCS8进行处理
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(privateKeyStr));
KeyFactory keyFactory;
PrivateKey privateKey;
Cipher cipher;
byte[] result;
String text = null;
try {
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
// 还原Key对象
privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(opmode, privateKey);
if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
result = cipher.doFinal(content.getBytes());
text = Base64.encodeBase64String(result);
} else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
text = new String(result, "UTF-8");
}
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return text;
}
/**
* 公钥匙加密或解密
*
* @param content
* @param privateKeyStr
* @return
*/
public static String encryptByPublicKey(String content, String publicKeyStr, int opmode) {
// 公钥要用X509进行处理
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.decodeBase64(publicKeyStr));
KeyFactory keyFactory;
PublicKey publicKey;
Cipher cipher;
byte[] result;
String text = null;
try {
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
// 还原Key对象
publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(opmode, publicKey);
if (opmode == Cipher.ENCRYPT_MODE) { // 加密
result = cipher.doFinal(content.getBytes());
text = Base64.encodeBase64String(result);
} else if (opmode == Cipher.DECRYPT_MODE) { // 解密
result = cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(content));
text = new String(result, "UTF-8");
}
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return text;
}
// 测试方法
public static void main(String[] args) {
/**
* 注意： 私钥加密必须公钥解密 公钥加密必须私钥解密
*/
System.out.println("-------------生成两对秘钥，分别发送方和接收方保管-------------");
RSAUtil.generateKey();
System.out.println("公钥匙给接收方:" + RSAUtil.publicKey);
System.out.println("私钥给发送方:" + RSAUtil.privateKey);
System.out.println("-------------第一个栗子，私钥加密公钥解密-------------");
// String textsr = "早啊，你吃早饭了吗？O(∩_∩)O~";
// // 私钥加密
// String cipherText = RSAUtil.encryptByprivateKey(textsr,
// RSAUtil.privateKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
// System.out.println("发送方用私钥加密后：" + cipherText);
// // 公钥解密
// String text = RSAUtil.encryptByPublicKey(cipherText,
// RSAUtil.publicKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
// System.out.println("接收方用公钥解密后：" + text);
System.out.println("-------------第二个栗子，公钥加密私钥解密-------------");
// 公钥加密
String textsr = "吃过啦！你吃了吗？O(∩_∩)O~";
String cipherText = RSAUtil.encryptByPublicKey(textsr, RSAUtil.publicKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
System.out.println("接收方用公钥加密后：" + cipherText);
// 私钥解密
String text = RSAUtil.encryptByprivateKey(cipherText, RSAUtil.privateKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
System.out.print("发送方用私钥解密后：" + text);
}
}
使用公钥加密和私钥解密案例
public static void main(String[] args) {
// 1. 生成(公钥和私钥)密钥对
RSAUtil.generateKey();
System.out.println("公钥:" + RSAUtil.publicKey);
System.out.println("私钥:" + RSAUtil.privateKey);
System.out.println("----------公钥加密私钥解密-------------");
// 使用 公钥加密,私钥解密
String textsr = "yigeyouzi";
String encryptByPublic = RSAUtil.encryptByPublicKey(textsr, RSAUtil.publicKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
System.out.println("公钥加密:" + encryptByPublic);
String text = RSAUtil.encryptByprivateKey(encryptByPublic, RSAUtil.privateKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
System.out.print("私钥解密:" + text);
}
使用私钥加密和公钥解密案例
// 1. 生成(公钥和私钥)密钥对
RSAUtil.generateKey();
System.out.println("公钥:" + RSAUtil.publicKey);
System.out.println("私钥:" + RSAUtil.privateKey);
System.out.println("----------私加密公钥解密-------------");
// 使用 私加密,公钥解密
String textsr = "yigeyouzi";
String encryptByprivate = RSAUtil.encryptByprivateKey(textsr, RSAUtil.privateKey, Cipher.ENCRYPT_MODE);
System.out.println("私钥加密后:" + encryptByprivate);
String encryptByPublic = RSAUtil.encryptByPublicKey(encryptByprivate, RSAUtil.publicKey, Cipher.DECRYPT_MODE);
System.out.println("公钥解密后:" + encryptByPublic);