JAVA 加密算法

1. 算法种类

            加密算法主要分为三类，单向加密，对称加密，非对称加密。

2. 单向加密

        单向加密即加密之后不能解密，一般用于数据验证。

2.1 BASE64

        Base64 编码是从二进制到字符的过程，用 64 个字符来表示任意的二进制数据，常用于在 HTTP 加密，图片编码传输等。

2.2 MD5

        MD5加密的全称是（Message Digest algorithm 5，信息摘要算法）。

• 一般用于确保信息的传输完整一致性，校验传输的数据是否被修改，一旦原始信息被修改，生成的 MD5 值将会变得很不同
• 算法能将任意大小、格式的文字或文件进行加密从而产生 128 bit（16 字节）的散列值。如同人的指纹，不同文本的 MD5 值是不同的。
• 极端情况：就是不同的字符串的 MD5 值一样，这叫哈希碰撞。2009 年中科院就已经实现了相应的碰撞算法，不过 MD5 应用仍然很广泛
• 一般不可破解，除非使用穷举法，难度依旧很大。

2.3 SHA

        SHA加密全称是(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)。

• 是一个密码散列函数家族，是 FIPS 所认证的安全散列算法
• 和 MD5 类似，都是对文本进行散列，产生一定长度的散列值

2.4 HMAC

        HMAC加密全称是(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)。

• 是一种通过特别计算方式之后产生的消息认证码（MAC），使用密码散列函数，同时结合一个加密密钥。它可以用来保证数据的完整性，同时可以用来作某个消息的身份验证。

    MD5、SHA、HMAC这三种加密算法，是非可逆加密，不可解密的加密方法。只能进行简单的加密。

3 对称加密 

        对称加密的意思就是信息收发都有相同的一把钥匙，消息的加密解密都用这进行

3.1 DES

                DES加密全称是(Data Encryption Standard，数据加密算法)。

• 它的数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合。

3.2 PBE

        PBE加密的全称是（Password-based encryption，基于密码验证）

3.3 AES

        AES的全称是（Advanced Encryption Standard）

高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高；

4. 非对称加密

        非对称加密算法是一种密钥的保密方法。 非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。 公开密钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。

4.1 RSA

 RSA(算法的名字以发明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman)

• 名称来源于发明这个算法的三个人的姓氏组成，算法大致内容就是对极大整数进行因式分解
• 这种算法非常可靠，密钥越长，它就越难破解。根据已经披露的文献，目前被破解的最长 RSA密钥是768个二进制位。也就是说，长度超过768位的密钥，还无法破解（至少没人公开宣布）。因此可以认为，1024位的RSA密钥基本安全，2048位的密钥极其安全。

4.2 DH

        DH(Diffie-Hellman算法，密钥一致协议)

4.3 DSA

        DAS(Digital Signature Algorithm，数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准）；)

4.4 ECC

        ECC(Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学).

• 椭圆曲线密码编码学。
• 一种建立公开密钥加密的算法，基于椭圆曲线数学。
• ECC的主要优势是在某些情况下它比其他的方法使用更小的密钥——比如RSA加密算法——提供相当的或更高等级的安全。ECC的另一个优势是可以定义群之间的双线性映射，基于Weil对或是Tate对；双线性映射已经在密码学中发现了大量的应用，例如基于身份的加密。不过一个缺点是加密和解密操作的实现比其他机制花费的时间长。

5.  实现

        5.1 Base64加解密

 /**
     * 使用sun.misc.BASE64Encoder类或者java.util.Base64.getEncoder()加密
     * 使用sun.misc.BASE64Decoder类或者java.util.Base64.getDecoder()解密
     */
    public static void testBase64() {
        try {
            // 加密
            String encode = (new BASE64Encoder()).encodeBuffer("this a test".getBytes());
            System.out.println(encode);
            // 解密
            byte[] decode = new BASE64Decoder().decodeBuffer(encode);
            System.out.println(new String(decode, "UTF-8"));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

5.2 MD和SHA加密

public class Coder {
    /**
     * SHA算法可选以下多种算法
     *
     * 
     * SHA
     * SHA-1
     * SHA-256
     * 
     */
    public static final String KEY_SHA = "SHA";
    public static final String KEY_MD5 = "MD5";

    /**
     * MD5加密
     *
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptMD5(byte[] data) throws Exception {
        MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(KEY_MD5);
        md5.update(data);
        return md5.digest();

    }

    /**
     * SHA加密
     *
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
        // messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
        // messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
        sha.update(data);
        return sha.digest();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] first = Coder.encryptMD5("this is test".getBytes());
        byte[] sencode = Coder.encryptMD5("this is test".getBytes());
        
    }

}

5.3 HMAC

        

public class Coder {

    /**
     * HMAC算法可选以下多种算法
     *
     * 
     * HmacMD5
     * HmacSHA1
     * HmacSHA256
     * HmacSHA384
     * HmacSHA512
     * 
     */
    public static final String KEY_MAC = "HmacMD5";

    private static byte[] initMacKey() throws Exception {
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(KEY_MAC);
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HMAC加密
     *
     * @param data
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encryptHMAC(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, KEY_MAC);
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        mac.init(secretKey);
        return mac.doFinal(data);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] key = initMacKey();
        byte[] first = encryptHMAC("this is test".getBytes(), key);
        byte[] seconde = encryptHMAC("this is test".getBytes(), key);

        BigInteger mac = new BigInteger(first);
        System.err.println("HMAC:\n" + mac.toString(16));

        BigInteger mac2 = new BigInteger(seconde);
        System.err.println("HMAC:\n" + mac2.toString(16));

    }

}

总结：

•   对于简单验证数据一致性，可以使用BASE64 或 MD5 进行加密生成一个签名，或者连续两次使用BASE64加密。
•   支付场景，大部分使用 非对称加密算法 实现，非对称加密安全性更高。

参考：

https://www.cnblogs.com/wangjintao-0623/p/10460268.html