消息摘要
算法简述
定义
它是一个唯一对应一个消息或文本的固定长度的值，它由一个单向hash加密函数对消息进行作用而产生。如果消息在途中改变了，则接收者通过对收到消息的新产生的摘要与原摘要比较，就可知道消息是否被改变了。因此消息摘要保证了消息的完整性。消息摘要采用单向hash 函数将需加密的明文"摘要"成一串密文，这一串密文亦称为数字指纹(finger print)。它有固定的长度，且不同的明文摘要成密文，其结果总是不同的，而同样的明文其摘要必定一致。这样这串摘要便可成为验证明文是否是"真身"的"指纹"了。
特点
消息摘要具有以下特点：
（1）唯一性：数据只要有一点改变，那么再通过消息摘要算法得到的摘要也会发生变化。虽然理论上有可能会发生碰撞，但是概率极其低。
（2）不可逆：消息摘要算法的密文无法被解密。
（3）不需要密钥，可使用于分布式网络。
（4）无论输入的明文有多长，计算出来的消息摘要的长度总是固定的。
原理
消息摘要，其实就是将需要摘要的数据作为参数，经过哈希函数(hash)的计算，得到的散列值。
常用算法
消息摘要算法包括md(message digest，消息摘要算法)、sha(secure hash algorithm，安全散列算法)、mac(message authenticationcode，消息认证码算法)共3大系列，常用于验证数据的完整性，是数字签名算法的核心算法。
md5和sha1分别是md、sha算法系列中最有代表性的算法。
如今，md5已被发现有许多漏洞，从而不再安全。sha算法比md算法的摘要长度更长，也更加安全。
算法实现
md5、sha的范例
jdk中使用md5和sha这两种消息摘要的方式基本一致，步骤如下：
（1）初始化messagedigest对象
（2）更新要计算的内容
（3）生成摘要
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importjava.io.unsupportedencodingexception;import java.security.messagedigest;import java.security.nosuchalgorithmexception;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class msgdigestdemo{ public static void main(string args[]) throws nosuchalgorithmexception, unsupportedencodingexception { string msg = "hello world!"; messagedigest md5digest = messagedigest.getinstance("md5"); // 更新要计算的内容 md5digest.update(msg.getbytes()); // 完成哈希计算，得到摘要 byte[] md5encoded = md5digest.digest(); messagedigest shadigest = messagedigest.getinstance("sha"); // 更新要计算的内容 shadigest.update(msg.getbytes()); // 完成哈希计算，得到摘要 byte[] shaencoded = shadigest.digest(); system.out.println("原文: " + msg); system.out.println("md5摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(md5encoded)); system.out.println("sha摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(shaencoded)); }} |
结果：
原文:hello world!
md5摘要: 7qdih1muhjzehb6sv8unja
sha摘要:lve95gjovatpfv8el5x4nxwjkhe
hmac的范例
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importjavax.crypto.mac;import javax.crypto.spec.secretkeyspec;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class hmaccoder{ /** * jdk支持hmacmd5, hmacsha1,hmacsha256, hmacsha384, hmacsha512 */ public enum hmactypeen { hmacmd5, hmacsha1, hmacsha256, hmacsha384, hmacsha512; } public static byte[] encode(byte[] plaintext, byte[] secretkey, hmactypeen type) throwsexception { secretkeyspec keyspec = new secretkeyspec(secretkey, type.name()); mac mac = mac.getinstance(keyspec.getalgorithm()); mac.init(keyspec); return mac.dofinal(plaintext); } public static void main(string[] args) throws exception { string msg = "hello world!"; byte[] secretkey = "secret_key".getbytes("utf8"); byte[] digest = hmaccoder.encode(msg.getbytes(), secretkey, hmactypeen.hmacsha256); system.out.println("原文: " + msg); system.out.println("摘要: " + base64.encodebase64urlsafestring(digest)); }} |
结果：
原文:hello world!
摘要: b8-euifaoj5oufweooq08hbgamsipc3nt-yv-s91yr4
数字签名
算法简述
数字签名算法可以看做是一种带有密钥的消息摘要算法，并且这种密钥包含了公钥和私钥。也就是说，数字签名算法是非对称加密算法和消息摘要算法的结合体。
特点
数字签名算法要求能够验证数据完整性、认证数据来源，并起到抗否认的作用。
原理
数字签名算法包含签名和验证两项操作，遵循私钥签名，公钥验证的方式。
签名时要使用私钥和待签名数据，验证时则需要公钥、签名值和待签名数据，其核心算法主要是消息摘要算法。
常用算法
rsa、dsa、ecdsa
算法实现
dsa的范例
数字签名有两个流程：签名和验证。
它们的前提都是要有一个公钥、密钥对。
签名
用私钥为消息计算签名
验证
用公钥验证摘要
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importjava.security.keyfactory;import java.security.keypair;import java.security.keypairgenerator;import java.security.privatekey;import java.security.publickey;import java.security.signature;import java.security.spec.pkcs8encodedkeyspec;import java.security.spec.x509encodedkeyspec;import org.apache.commons.codec.binary.base64;public class dsacoder{ public static final string key_algorithm = "dsa"; public enum dsatypeen { md5withdsa, sha1withdsa } /** * dsa密钥长度默认1024位。 密钥长度必须是64的整数倍，范围在512~1024之间 */ private static final int key_size = 1024; private keypair keypair; public dsacoder() throws exception { keypair = initkey(); } public byte[] signature(byte[] data, byte[] privatekey) throws exception { pkcs8encodedkeyspec keyspec = new pkcs8encodedkeyspec(privatekey); keyfactory keyfactory = keyfactory.getinstance(key_algorithm); privatekey key =keyfactory.generateprivate(keyspec); signature signature = signature.getinstance(dsatypeen.sha1withdsa.name()); signature.initsign(key); signature.update(data); return signature.sign(); } public boolean verify(byte[] data, byte[] publickey, byte[] sign) throws exception { x509encodedkeyspec keyspec = new x509encodedkeyspec(publickey); keyfactory keyfactory = keyfactory.getinstance(key_algorithm); publickey key =keyfactory.generatepublic(keyspec); signature signature = signature.getinstance(dsatypeen.sha1withdsa.name()); signature.initverify(key); signature.update(data); return signature.verify(sign); } private keypair initkey() throws exception { // 初始化密钥对生成器 keypairgenerator keypairgen = keypairgenerator.getinstance(key_algorithm); // 实例化密钥对生成器 keypairgen.initialize(key_size); // 实例化密钥对 return keypairgen.genkeypair(); } public byte[] getpublickey() { return keypair.getpublic().getencoded(); } public byte[] getprivatekey() { return keypair.getprivate().getencoded(); } public static void main(string[] args) throws exception { string msg = "hello world"; dsacoder dsa = new dsacoder(); byte[] sign = dsa.signature(msg.getbytes(), dsa.getprivatekey()); boolean flag = dsa.verify(msg.getbytes(), dsa.getpublickey(), sign); string result = flag ? "数字签名匹配" : "数字签名不匹配"; system.out.println("数字签名：" + base64.encodebase64urlsafestring(sign)); system.out.println("验证结果：" + result); }} |
参考
《core java volume2》
《java加密与解密技术》
原文链接：https://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/5700906.html
