第十二篇：JAVA加密解密之常用签名算法

Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。该算法的文件号为RFC
1321（R.Rivest,MIT Laboratory for Computer Science and RSA Data Security Inc. April 1992）。 

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。 

MD5算法具有以下特点： 

1. 压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。 

2. 容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。 

3. 抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。 

4. 强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC运算利用哈希算法，以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。

在下面的示例中，将演示MD5、Hmac等签名算法的使用方式

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.zip.CRC32;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
* 加密解密基类
*
* @author jianggujin
*
*/
public class BasicCoder
{
/**
* MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
*
* @param data
*           加密数据
* @return
* @throws UnsupportedEncodingException
* @throws NoSuchAlgorithmException
*/
public byte[] makeMD5(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException
{
MessageDigest mdTemp = MessageDigest.getInstance("MD5");
mdTemp.update(data);
return mdTemp.digest();
}

/**
* SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
*
* @param data
*           加密数据
* @return
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws Exception
*/
public byte[] makeSHA(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException
{
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA");
sha.update(data);
return sha.digest();
}

/**
* HmacSHA1
*
* @param data
*           加密数据
* @param key
*           密钥
* @return
* @see Hmac
* @throws UnsupportedEncodingException
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws InvalidKeyException
*/
public byte[] makeHmacSHA1(byte[] data, byte[] key)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
{
return makeHmac(Hmac.HmacSHA1, data, key);
}

/**
* HmacMD5
*
* @param data
*           加密数据
* @param key
*           密钥
* @return
* @see Hmac
* @throws UnsupportedEncodingException
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws InvalidKeyException
*/
public byte[] makeHmacMD5(byte[] data, byte[] key)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
{
return makeHmac(Hmac.HmacMD5, data, key);
}

/**
* Hmac
*
* @param hmac
*           加密类型
* @param data
*           加密数据
* @param key
*           密钥
* @return
* @see Hmac
* @throws UnsupportedEncodingException
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws InvalidKeyException
*/
public byte[] makeHmac(Hmac hmac, byte[] data, byte[] key)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
{
Mac mac = Mac.getInstance(hmac.toString());
SecretKeySpec spec = new SecretKeySpec(key, hmac.toString());
mac.init(spec);
return mac.doFinal(data);
}

/**
* CRC32，循环冗余校验
*
* @param data
*           校验数据
* @return
*/
public long makeCRC32(byte[] data)
{
CRC32 crc32 = new CRC32();
crc32.update(data);
return crc32.getValue();
}

/**
* Hmac(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)
*
* @author jianggujin
*
*/
public enum Hmac
{
HmacMD5, HmacSHA1, HmacSHA256, HmacSHA384, HmacSHA512
}

/**
* 初始化HMAC密钥
*
* @return
* @see Hmac
* @throws Exception
*/
public byte[] initMacKey(Hmac hmac) throws Exception
{
KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(hmac.toString());
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
return secretKey.getEncoded();
}

private static final char[] hexDigits = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6',
'7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };

/**
* 将字节流按16进制转换成字符串.
*/
public static String byte2String(byte[] buf)
{
int count = buf.length;
StringBuffer sbuf = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < count; i++)
{
byte byte0 = buf[i];
sbuf.append(hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf]).append(
hexDigits[byte0 & 0xf]);
}
return sbuf.toString().toUpperCase();
}
}

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