本篇內容簡要介紹BASE64、MD5、SHA、HMAC幾種加密演算法。
    BASE64編碼演算法不算是真正的加密演算法。
    MD5、SHA、HMAC這三種加密演算法，可謂是非可逆加密，就是不可解密的加密方法，我們稱之為單向加密演算法。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並不可靠。

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位位元組描述為一種不易被人類直接識別的形式。（The Base64 Content-Transfer-Encoding is designed to represent arbitrary sequences of octets in a form that need not be humanly readable.）
常見於郵件、http加密，擷取http資訊，你就會發現登入操作的使用者名稱、密碼欄位通過BASE64加密的。


通過java程式碼實現如下：

Java程式碼  

1. /** 
2.  * BASE64解密 
3.  * @param key 
4.  * @return 
5.  * @throws Exception 
6.  */  
7. public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {  
8.     return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);  
9. }  
10.   
11. /** 
12.  * BASE64加密 
13.  * @param key 
14.  * @return 
15.  * @throws Exception 
16.  */  
17. public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {  
18.     return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);  
19. }  

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加密後產生的位元組位數是8的倍數，如果不夠位數以=符號填充。

MD5
MD5 -- message-digest algorithm 5 （資訊-摘要演算法）縮寫，廣泛用於加密和解密技術，常用於檔案校驗。校驗？不管檔案多大，經過MD5後都能生成唯一的MD5值。好比現在的ISO校驗，都是MD5校驗。怎麼用？當然是把ISO經過MD5後產生MD5的值。一般下載linux-ISO的朋友都見過下載連結旁邊放著MD5的串。就是用來驗證檔案是否一致的。


通過java程式碼實現如下：

Java程式碼  

1. /** 
2.  * MD5加密 
3.  * @param data 
4.  * @return 
5.  * @throws Exception 
6.  */  
7. public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {  
8.     MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);  
9.     md5.update(data);  
10.     return md5.digest();   
11. }  

通常我們不直接使用上述MD5加密。通常將MD5產生的位元組陣列交給BASE64再加密一把，得到相應的字串。

SHA
SHA(Secure Hash Algorithm，安全雜湊演算法），數字簽名等密碼學應用中重要的工具，被廣泛地應用於電子商務等資訊保安領域。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演算法，較之MD5更為安全。
通過java程式碼實現如下：

Java程式碼  

1.     /** 
2.      * SHA加密 
3.      *  
4.      * @param data 
5.      * @return 
6.      * @throws Exception 
7.      */  
8.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {  
9.   
10.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  
11.         sha.update(data);  
12.         return sha.digest();  
13.   
14.     }  
15. }  

HMAC
HMAC(Hash Message Authentication Code，雜湊訊息鑑別碼，基於金鑰的Hash演算法的認證協議。訊息鑑別碼實現鑑別的原理是，用公開函式和金鑰產生一個固定長度的值作為認證標識，用這個標識鑑別訊息的完整性。使用一個金鑰生成一個固定大小的小資料塊，即MAC，並將其加入到訊息中，然後傳輸。接收方利用與傳送方共享的金鑰進行鑑別認證等。



通過java程式碼實現如下：

Java程式碼  

1. /** 
2.  * 初始化HMAC金鑰 
3.  *  
4.  * @return 
5.  * @throws Exception 
6.  */  
7. public static String initMacKey() throws Exception {  
8.     KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);  
9.     SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();  
10.     return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  
11. }  
12.   
13. /** 
14.  * HMAC加密 
15.  *  
16.  * @param data 
17.  * @param key 
18.  * @return 
19.  * @throws Exception 
20.  */  
21. public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {  
22.   
23.     SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);  
24.     Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());  
25.     mac.init(secretKey);  
26.     return mac.doFinal(data);  
27.   
28. }  

給出一個完整類，如下：

Java程式碼  

1. import java.security.MessageDigest;  
2. import javax.crypto.KeyGenerator;  
3. import javax.crypto.Mac;  
4. import javax.crypto.SecretKey;  
5. import sun.misc.BASE64Decoder;  
6. import sun.misc.BASE64Encoder;  
7.   
8. /** 
9.  * 基礎加密元件 
10.  * @author
11.  * @version 1.0 
12.  * @since 1.0 
13.  */  
14. public abstract class Coder {  
15.     public static final String KEY_SHA = "SHA";  
16.     public static final String KEY_MD5 = "MD5";  
17.     /** 
18.      * MAC演算法可選以下多種演算法 
19.      * <pre> 
20.      * HmacMD5  
21.      * HmacSHA1  
22.      * HmacSHA256  
23.      * HmacSHA384  
24.      * HmacSHA512 
25.      * </pre> 
26.      */  
27.     public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";  
28.     /** 
29.      * BASE64解密 
30.      * @param key 
31.      * @return 
32.      * @throws Exception 
33.      */  
34.     public static byte[] decryptBASE64(String key) throws Exception {  
35.         return (new BASE64Decoder()).decodeBuffer(key);  
36.     }  
37.   
38.     /** 
39.      * BASE64加密 
40.      * @param key 
41.      * @return 
42.      * @throws Exception 
43.      */  
44.     public static String encryptBASE64(byte[] key) throws Exception {  
45.         return (new BASE64Encoder()).encodeBuffer(key);  
46.     }  
47.   
48.     /** 
49.      * MD5加密 
50.      * @param data 
51.      * @return 
52.      * @throws Exception 
53.      */  
54.     public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {  
55.         MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);  
56.         md5.update(data);  
57.         return md5.digest();  
58.     }  
59.   
60.     /** 
61.      * SHA加密 
62.      * @param data 
63.      * @return 
64.      * @throws Exception 
65.      */  
66.     public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {  
67.         MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);  
68.         sha.update(data);  
69.         return sha.digest();  
70.     }  
71.   
72.     /** 
73.      * 初始化HMAC金鑰 
74.      * @return 
75.      * @throws Exception 
76.      */  
77.     public static String initMacKey() throws Exception {  
78.         KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);  
79.         SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();  
80.         return encryptBASE64(secretKey.getEncoded());  
81.     }  
82.   
83.     /** 
84.      * HMAC加密 
85.      * @param data 
86.      * @param key 
87.      * @return 
88.      * @throws Exception 
89.      */  
90.     public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, String key) throws Exception {  
91.   
92.         SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(decryptBASE64(key), KEY_MAC);  
93.         Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());  
94.         mac.init(secretKey);  
95.   
96.         return mac.doFinal(data);  
97.   
98.     }  
99. }  

再給出一個測試類：

Java程式碼  

1. import static org.junit.Assert.*;  
2.   
3. import org.junit.Test;  
4.   
5. /** 
6.  *  
7.  * @author
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加密後:/n" + code);  
22.   
23.         byte[] output = Coder.decryptBASE64(code);  
24.   
25.         String outputStr = new String(output);  
26.   
27.         System.err.println("BASE64解密後:/n" + outputStr);  
28.   
29.         // 驗證BASE64加密解密一致性  
30.         assertEquals(inputStr, outputStr);  
31.   
32.         // 驗證MD5對於同一內容加密是否一致  
33.         assertArrayEquals(Coder.encryptMD5(inputData), Coder  
34.                 .encryptMD5(inputData));  
35.   
36.         // 驗證SHA對於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金鑰:/n" + key);  
42.   
43.         // 驗證HMAC對於同一內容，同一金鑰加密是否一致  
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.     }  
56. }  

控制檯輸出：

Console程式碼  

1. 原文:  
2. 簡單加密  
3. BASE64加密後:  
4. 566A5Y2V5Yqg5a+G  
5.   
6. BASE64解密後:  
7. 簡單加密  
8. Mac金鑰:  
9. uGxdHC+6ylRDaik++leFtGwiMbuYUJ6mqHWyhSgF4trVkVBBSQvY/a22xU8XT1RUemdCWW155Bke  
10. pBIpkd7QHg==  
11.   
12. MD5:  
13. -550b4d90349ad4629462113e7934de56  
14. SHA:  
15. 91k9vo7p400cjkgfhjh0ia9qthsjagfn  
16. HMAC:  
17. 2287d192387e95694bdbba2fa941009a  

    BASE64的加密解密是雙向的，可以求反解。
    MD5、SHA以及HMAC是單向加密，任何資料加密後只會產生唯一的一個加密串，通常用來校驗資料在傳輸過程中是否被修改。其中HMAC演算法有一個金鑰，增強了資料傳輸過程中的安全性，強化了演算法外的不可控因素。單向加密的用途主要是為了校驗資料在傳輸過程中是否被修改。

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