Java 原生 Base64 编解码、Md5、SHA-1、SHA-256 加密摘要算法
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常用加密算法对比
Base64 编解码
MessageDigest 信息摘要
MD5 信息摘要算法
常用加密算法对比
常用加密算法对比
Base64 编解码
1、BASE64 有自己的编码表，可编码，也可解码；解码后能得到源内容。
2、BASE64 编码的长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加。
3、比如登陆的密码单纯只用 BASE64 编码的话，是可以再解密复原的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再复原了。
4、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 编码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的。
5、BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码，都位于 sun.misc 包下。
6、Base64 编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用'='，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个'='。为了保证所输出的编码为可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换。编码表的大小为2^6=64，这也是Base64名称的由来。
| 码值 | 字符 | 码值 | 字符 | 码值 | 字符 | 码值 | 字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | A | 16 | Q | 32 | g | 48 | w |
| 1 | B | 17 | R | 33 | h | 49 | x |
| 2 | C | 18 | S | 34 | i | 50 | y |
| 3 | D | 19 | T | 35 | j | 51 | z |
| 4 | E | 20 | U | 36 | k | 52 | 0 |
| 5 | F | 21 | V | 37 | i | 53 | 1 |
| 6 | G | 22 | W | 38 | m | 54 | 2 |
| 7 | H | 23 | X | 39 | n | 55 | 3 |
| 8 | I | 24 | Y | 40 | o | 56 | 4 |
| 9 | J | 25 | Z | 41 | p | 57 | 5 |
| 10 | K | 26 | a | 42 | q | 58 | 6 |
| 11 | L | 27 | b | 43 | r | 59 | 7 |
| 12 | M | 28 | c | 44 | s | 60 | 8 |
| 13 | N | 29 | d | 45 | t | 61 | 9 |
| 14 | O | 30 | e | 46 | u | 62 | + |
| 15 | P | 31 | f | 47 | v | 63 | / |
/*** BASE64 编码* BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解解码；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加* 1、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 转码的话，是可以再解密的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，* 2、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的** @param message 待编码的源数据* @return BASE64 编码后的字符串.*/public static String base64Encode(String message) {String result = "";try {if (message == null || "".equals(message.trim())) {return result;}result = base64Encode(message.getBytes("UTF-8"));} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}return result;}/*** BASE64Encoder 编码，重载方法.** @param message* @return*/public static String base64Encode(byte[] message) {String result = "";if (message == null || message.length <= 0) {return result;}/** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();result = base64Encoder.encode(message);return result;}/*** BASE64 解码* 1、BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解密；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加* 2、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 的转码的话，是可以再解密返回的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，* 3、在不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的** @param message 待解码的字符串，如果为空，则返回空字符串.* @return*/public static String base64Decode(String message) {String result = "";try {if (message == null || "".equals(message.trim())) {return result;}/** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/BASE64Decoder base64Decoder = new BASE64Decoder();byte[] decoderByte = base64Decoder.decodeBuffer(message);result = new String(decoderByte, "UTF-8");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return result;}public static void main(String[] args) {String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";String encodeMsg = base64Encode(sourceMessage);String decodeMsg = base64Decode(encodeMsg);System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.NiceSystem.out.println("base64 编码后：" + encodeMsg);//base64 编码后：MTIzNDU25LiH6YeM6ZW/5Z+OXyYqJCMuTmljZQ==System.out.println("base64 解码后：" + decodeMsg);//base64 解码后(可以解码)：123456万里长城_&*$#.Nice}
src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/Base64Utils.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com
MessageDigest 信息摘要
1、java.security.MessageDigest 类为应用程序提供信息摘要算法，如 SHA-1、SHA-256、MD5。
2、信息摘要是安全的单向哈希函数，其信息大小是任意的，且输出为固定长度的哈希值，所以通常会结合 BAse64 编码一起使用，将哈希值转换为可视字符。如果直接使用 new String(byte[] bytes) 是会乱码的
3、摘要好比指纹，每个人都是唯一的，相同的源数据，摘要也一样，不同的数据，摘要则不一样。摘要只是源数据的局部，所以想要解码回去恢复整个源数据是不行的，因为是不完整的。
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| MessageDigest getInstance(String algorithm) | 返回实现指定摘要算法的 MessageDigest 对象。如 SHA-1、SHA-256、MD5 |
| update(byte[] input) | 使用指定的字节数组更新摘要。 |
| byte[] digest() | 通过执行最后的操作（如填充）来完成哈希计算，进行此调用后，将重置摘要。 |
| byte[] digest(byte[] input) | 使用指定的字节数组对摘要执行最终更新，然后完成摘要计算。相当于先调用 update(byte[] input)，然后调用 digest()。 |
| boolean isEqual(byte[] digesta, byte[] digestb) | 比较两个摘要是否相等。进行简单的字节比较。如果摘要相等，则返回true，否则返回false。 |
| reset() | 重置摘要以供进一步使用。 |
| String getAlgorithm() | 返回算法名称 |
| int getDigestLength() | 返回摘要的长度（字节），就是 digest() 方法返回的字节数组的长度. |
/*** 将任意字符通过 MD5 摘要 与 Base64 进行定长加密** @param message 待加密字符* @param algorithm 信息生成摘要的算法，默认为 md5，可选值有 SHA-1、SHA-256、MD5* @return 加密后字符*/public static String digestEncryption(String message, String algorithm) {String result = "";try {algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;//指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);byte[] md5Byte = messageDigest.digest(message.getBytes());//使用 BASE64 进行定长编码BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();result = base64Encoder.encode(md5Byte);} catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();}return result;}public static void main(String[] args) {String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.NiceString md5Msg = digestEncryption(sourceMessage, "md5");String sha1Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-1");String sha256Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-256");//md5 + base64 加密后：rIJQEL19bo+eV5p7qPLlDg==System.out.println("md5 + base64 加密后：" + md5Msg);//md5 + base64 加密后：UYg5qBdsuCdloFP+0CVPasziIEU=System.out.println("SHA-1 + base64 加密后：" + sha1Msg);//md5 + base64 加密后：dqTa6BTTvZ4zLF5WNAH5Cv660RxYMEIJlBRIGKdNXmM=System.out.println("SHA-256 + base64 加密后：" + sha256Msg);}src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/Md5EncodeUtils.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com
4、除了上面使用 BASE64 将生成的摘要字节数组转换成可视字符串外，也可以使用将10进制字节数组转成 16 进制字符串的方式：16 进制转换在线源码：main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/DataTypeConvertUtils.java
MD5 信息摘要算法
1、压缩性：任意长度的数据，计算出来的 MD5 值都是固定的
2、容易计算: 从原数据计算出 MD5 值是非常方便的
3、抗修改性: 对原数据做任何改动，哪怕之修改1个字节，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（伪造数据）是非常困难的。
5、应用场景：文件一致性较验、数据签名、安全访问认证 等。
6、使用实例代码参考上面的 "MessageDigest 信息摘要"，下面演示对文件提取摘要：
Md5、SHA-1、SHA-256 摘要算法使用都是同理，都是通过 MessageDigest.getInstance(String algorithm) 指定.
/*** 对文件提取摘要** @param file ：待提取摘要的文件* @param algorithm 生成摘要的算法，默认为 md5，可选值有 SHA-1、SHA-256、MD5* @return*/public static String md5DigestByFile(File file, String algorithm) {String result = "";try {algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;//构建文件输入流，然后获取文件通道。FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);//FileChannel 用于读取，写入，映射和操作文件的通道。FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();/*** map(MapMode mode,long position, long size)：将此频道文件的区域直接映射到内存中。* position - 映射区域要启动的文件中的位置; 必须是非负的* size - 要映射的区域的大小; 必须是非负数，不得大于Integer.MAX_VALUE*/MappedByteBuffer byteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());//指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);//使用指定的 ByteBuffer 更新摘要.messageDigest.update(byteBuffer);//提取摘要，然后将十进制的字节数组转成 16 进制可视字符串.//通常在网上下载的资源，对方提供对照的 md5 码，或者 sha 码，也是使用 16 进制转换的.result = bytes2HexString(messageDigest.digest(), false);fileInputStream.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return result;}/*** 10 进制字节数组转 16 进制字符串（因为16进制中含有A-F，所以只能用字符串表示）* 对应上面的 hexString2Bytes 方法** @param b :待转换的10进制字节数组，如 new byte[]{69, 83, 67, 47, 86, 80, 46, 110, 101, 116, 16, 3, 0, 0, 0, 0};* @param isHaveBlank 转换的结果是否用空格隔开，true 时如 "45 5A 43 2F 56 00"，false 时如 "455A432F5600"* @return 转换好的 16进制字符串，如 "45 53 43 2F 56 50 2E 6E 65 74 10 03 00 00 00 00 "*/private static String bytes2HexString(byte[] b, boolean isHaveBlank) {if (b == null || b.length <= 0) {System.out.println("bytes2HexString 参数错误，放弃转换.");return null;}StringBuffer result = new StringBuffer();String hex;for (int i = 0; i < b.length; i++) {hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}if (isHaveBlank) {result.append(hex.toUpperCase() + " ");} else {result.append(hex.toUpperCase());}}return result.toString();}public static void main(String[] args) {new Md5EncodeUtils().test2();}public void test2() {File file = new File("C:\\Users\\Think\\Downloads\\commons-io-2.6-bin.tar.gz");String fileMd5Digest = md5DigestByFile(file, "SHA-256");System.out.println("fileMd5Digest: " + fileMd5Digest.toLowerCase());}src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/Md5EncodeUtils.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com
验证很简单，随便去 Apache 上下载一个资源，比如：Commons IO – Download Apache Commons IO
然后使用代码对它进行提取摘要，最后和 apache 提供的进行对比即可。
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