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    加密解密，曾經是我一個畢業設計的重要組件。在工作了多年以后回想當時那個加密、解密算法，實在是太單純了。
    言歸正傳，這里我們主要描述Java已經實現的一些加密解密算法，最后介紹數字證書。
    如基本的單向加密算法：

• DES(Data Encryption Standard，數據加密算法)
• PBE(Password-based encryption，基于密碼驗證)
• RSA(算法的名字以發明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)
• DH(Diffie-Hellman算法，密鑰一致協議)
• DSA(Digital Signature Algorithm，數字簽名)
• ECC(Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學)

    本篇內容簡要介紹BASE64、MD5、SHA、HMAC幾種方法。
    MD5、SHA、HMAC這三種加密算法，可謂是非可逆加密，就是不可解密的加密方法。我們通常只把他們作為加密的基礎。單純的以上三種的加密并不可靠。

BASE64
按照RFC2045的定義，Base64被定義為：Base64內容傳送編碼被設計用來把任意序列的8位字節描述為一種不易被人直接識別的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）
常見于郵件、http加密，截取http信息，你就會發現登錄操作的用戶名、密碼字段通過BASE64加密的。

通過java代碼實現如下：

/** *//**  
 * BASE64解密  http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
 *   
 * @param key  
 * @return  
 * @throws Exception  
 */  
public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {   
    return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);   
}   
  
/** *//**  
 * BASE64加密  
 *   
 * @param key  
 * @return  
 * @throws Exception  
 */  
public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {   
    return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);   
}  

主要就是BASE64Encoder、BASE64Decoder兩個類，我們只需要知道使用對應的方法即可。另，BASE加密后產生的字節位數是8的倍數，如果不夠位數以=符號填充。

MD5
MD5 -- message-digest algorithm 5 （信息-摘要算法）縮寫，廣泛用于加密和解密技術，常用于文件校驗。校驗？不管文件多大，經過MD5后都能生成唯一的MD5值。好比現在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎么用？當然是把ISO經過MD5后產生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載鏈接旁邊放著MD5的串。就是用來驗證文件是否一致的。



通過java代碼實現如下：

/** *//**  
 * MD5加密 http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn  
 *   
 * @param data  
 * @return  
 * @throws Exception  
 */  
public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {   
  
    MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
    md5.update(data);   
  
    return md5.digest();   
  
}  

通常我們不直接使用上述MD5加密。通常將MD5產生的字節數組交給BASE64再加密一把，得到相應的字符串。

SHA
SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法），數字簽名等密碼學應用中重要的工具，被廣泛地應用于電子商務等信息安全領域。雖然，SHA與MD5通過碰撞法都被破解了， 但是SHA仍然是公認的安全加密算法，較之MD5更為安全。



通過java代碼實現如下：

 /** *//**  
     * SHA加密 http://www.5a520.cn http://www.bt285.cn 
     *   
     * @param data  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {   
  
        MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);   
        sha.update(data);   
  
        return sha.digest();   
  
    }   
}  

HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，散列消息鑒別碼，基于密鑰的Hash算法的認證協議。消息鑒別碼實現鑒別的原理是，用公開函數和密鑰產生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑒別消息的完整性。使用一個密鑰生成一個固定大小的小數據塊，即MAC，并將其加入到消息中，然后傳輸。接收方利用與發送方共享的密鑰進行鑒別認證等。



通過java代碼實現如下：

/** *//**  
 * 初始化HMAC密鑰  http://www.guihua.org  http://www.feng123.com
 *   
 * @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);   
  
}  

給出一個完整類，如下：

import java.security.MessageDigest;   
  
import javax.crypto.KeyGenerator;   
import javax.crypto.Mac;   
import javax.crypto.SecretKey;   
  
import sun.misc.BASE64Decoder;   
import sun.misc.BASE64Encoder;   
  
/** *//**  
 * 基礎加密組件  http://www.bt285.cn http://www.feng123.com
 *   
 * @author 梁棟  
 * @version 1.0  
 * @since 1.0  
 */  
public abstract class Coder {   
    public static final String KEY_SHA = "SHA";   
    public static final String KEY_MD5 = "MD5";   
  
    /** *//**  
     * MAC算法可選以下多種算法  
     *   
     * <pre>  
     * HmacMD5   
     * HmacSHA1   
     * HmacSHA256   
     * HmacSHA384   
     * HmacSHA512  
     * </pre>  
     */  
    public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";   
  
    /** *//**  
     * BASE64解密  
     *   
     * @param key  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {   
        return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);   
    }   
  
    /** *//**  
     * BASE64加密  
     *   
     * @param key  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {   
        return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);   
    }   
  
    /** *//**  
     * MD5加密  
     *   
     * @param data  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {   
  
        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);   
        md5.update(data);   
  
        return md5.digest();   
  
    }   
  
    /** *//**  
     * SHA加密  
     *   
     * @param data  
     * @return  
     * @throws Exception  
     */  
    public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {   
  
        MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);   
        sha.update(data);   
  
        return sha.digest();   
  
    }   
  
    /** *//**  
     * 初始化HMAC密鑰  
     *   
     * @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);   
  
    }   
}  

再給出一個測試類：

1. import static org.junit.Assert.*;   
2.   
3. import org.junit.Test;   
4.   
5. /**  
6.  *   
7.  * @author 梁棟  http://www.feng123.com
8.  * @version 1.0  
9.  * @since 1.0  
10.  */  
11. public class CoderTest {   
12.   
13.     @Test  
14.     public void test() throws Exception {   
15.         String inputStr = "簡單加密";   
16.         System.err.println("原文:\n" + inputStr);   
17.   
18.         byte[] inputData = inputStr.getBytes();   
19.         String code = Coder.encryptBASE64(inputData);   
20.   
21.         System.err.println("BASE64加密后:\n" + code);   
22.   
23.         byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);   
24.   
25.         String outputStr = new String(output);   
26.   
27.         System.err.println("BASE64解密后:\n" + outputStr);   
28.   
29.         // 驗證BASE64加密解密一致性   
30.         assertEquals(inputStr, outputStr);   
31.   
32.         // 驗證MD5對于同一內容加密是否一致   
33.         assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder   
34.                 .encryptMD5(inputData));   
35.   
36.         // 驗證SHA對于同一內容加密是否一致   
37.         assertArrayEquals(Coder.encryptSHA(inputData), Coder   
38.                 .encryptSHA(inputData));   
39.   
40.         String key = Coder.initMacKey();   
41.         System.err.println("Mac密鑰:\n" + key);   
42.   
43.         // 驗證HMAC對于同一內容，同一密鑰加密是否一致   
44.         assertArrayEquals(Coder.encryptHMAC(inputData, key), Coder.encryptHMAC(   
45.                 inputData, key));   
46.   
47.         BigInteger md5 = new BigInteger(Coder.encryptMD5(inputData));   
48.         System.err.println("MD5:\n" + md5.toString(16));   
49.   
50.         BigInteger sha = new BigInteger(Coder.encryptSHA(inputData));   
51.         System.err.println("SHA:\n" + sha.toString(32));   
52.   
53.         BigInteger mac = new BigInteger(Coder.encryptHMAC(inputData, inputStr));   
54.         System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));   
55.     }