文章目录

前言
一、什么是消息摘要算法
二、消息摘要算法家谱
- 1.MD算法
- 2.SHA算法
- 3.MAC算法
三、代码实现
- 1.引入jar包
- 2.MD5算法
- 3.SHA256算法
- 3.HmacSHA256算法
总结

前言

散列函数，也称作哈希函数、消息摘要函数。经常用到的MD5就属于这个范畴。本篇介绍什么是消息摘要、作用及几种实现方式

一、什么是消息摘要算法

消息摘要函数的主要作用不是完成数据的加密与解密工作的，它是用来验证数据完整性的重要技术。通过摘要函数，可以为数据创建“数字指纹”（散列值）。其认证流程图如下

特点：

单向性，运算过程不可逆
任意两个不同消息的散列值一定不同
散列值不同，则原始消息一定不同
各大软件厂商提供软件下载的时候会附带上数字指纹，如mysql

为了方便人们识别和阅读，数字指纹常以十六进制字符的串的形式出现

二、消息摘要算法家谱

1.MD算法

MD5算法是典型的消息摘要算法，它由MD4、MD3、MD2算法改进而来。无论是哪种MD算法，它们都需要获得一个随机长度的信息并产生一个128位的二进制信息摘要，转换成16进制就是32位的字符串。我们见到的大部分MD5算法的数字指纹都是32位十六进制的字符串。
随着计算机发展水平的提高，MD5算法已不再适合安全要求较高的场合

2.SHA算法

SHA算法基于MD4算法基础之上，其与MD算法不同之处在于摘要长度，SHA算法的摘要长度更长，安全性更高
发展历史：

SHA-0算法,1983年第一个版本，因降低密码安全性撤回
SHA-1算法,1995年发布，通常我们也把SHA-1算法简称为SHA算法。其在安全协定中使用广泛。包括TLS/SSL,SSH等。SHA-0和SHA-1算法可对最大长度为264的字节信息做摘要处理，得到160位的摘要信息，40为16进制的字符串
SHA-2算法，是SHA-224,SHA-256,SHA-384,SHA-512四种算法的总称。

3.MAC算法

MAC算法结合了MD5和SHA算法的优势，并加入了密钥的支持，是一种更为安全的消息摘要算法。我们也通常把MAC算法称为HMAC算法（keyed-Hash Message Authentication Code）

经MAC算法得到的摘要值长度与参与实现的算法摘要值长度相同。如，HmacSHA1得到的摘要长度就是160位二进制，换算成十六进制编码就是40位。

三、代码实现

1.引入jar包

这里引入辅助jar包

<dependency><groupId>commons-codec</groupId><artifactId>commons-codec</artifactId><version>1.14</version>
</dependency>

2.MD5算法

实现细节

算法	摘要长度	备注
MD2	128	jdk实现
MD5	128	jdk实现
MD4	128	Bouncy Castle实现

代码

public class MDUtil {public static void main(String[] args) {md5("helloWorld");}public static void md5(String src) {String md5Hex = DigestUtils.md5Hex(src.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));System.out.println(md5Hex);}
}

3.SHA256算法

实现细节

算法	摘要长度	备注
SHA-1	160	jdk实现
SHA-256	256	jdk实现
SHA-384	384	jdk实现
SHA-512	512	jdk实现
SHA-224	224	Bouncy Castle

代码

public class SHAUtil {public static void main(String[] args) {sha256("helloWorld");}private static void sha1(String src) {byte[] results = DigestUtils.sha1(src);System.out.println(Hex.encodeHexString(results));}private static void sha256(String src) {byte[] results = DigestUtils.sha256(src);System.out.println(Hex.encodeHexString(results));}
}

3.HmacSHA256算法

实现细节

算法	摘要长度	备注
HmacMD5	128	jdk实现
HmacSHA1	160
HmacSHA256	256
HmacSHA384	384
HmacSHA512	512
HmacMD2	128	Bouncy Castle实现
HmacMD4	128
HmacSHA224	224

分为两步

构建密钥
执行消息摘要

public class HmacUtil {public static void main(String[] args) throws Exception {byte[] result = hmacSHA256(initHmacSHA256Key(), "helloWorld");System.out.println(Hex.toHexString(result));}/*** 初始化密钥** @return 密钥* @throws NoSuchAlgorithmException NoSuchAlgorithmException*/public static byte[] initHmacSHA256Key() throws NoSuchAlgorithmException {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA256");SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();}public static byte[] hmacSHA256(byte[] key, String valueToDigest) throws Exception {// 还原密钥SecretKeySpec sk = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA256");Mac mac = Mac.getInstance(sk.getAlgorithm());mac.init(sk);return mac.doFinal(valueToDigest.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));}public static byte[] initHmacMD5Key() throws NoSuchAlgorithmException {KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5");SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();return secretKey.getEncoded();}private static byte[] hmacMd5(byte[] key, String valueToDigest) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {// 还原密钥SecretKeySpec sk = new SecretKeySpec(key, "HmacMD5");Mac mac = Mac.getInstance(sk.getAlgorithm());mac.init(sk);return mac.doFinal(valueToDigest.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));}}

总结

消息摘要算法其主要作用是认证消息的完整性。MD5是较为常用的消息摘要算法，不过其已不安全，在安全要求较高的场景不再使用，如网络传输敏感数据。笔者在项目中用的最多的是带有密钥的HmacSHA256算法。

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一、什么是消息摘要算法

二、消息摘要算法家谱

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2.SHA算法

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