数据加密——MD5、SHA、AES、RSA

【前言】

数据加密分为单向加密、对称加密和非对称加密。单向加密常用算法有MD5和SHA系列，对称加密常用算法有DES、3DES、AES，非对称加密常见算法有RSA、ECC

这里的数据可以是用户名、密码、文本、图片、PDF，小到几百b，达到几十G。一般而言，如果不是搞信息安全的，了解这些加密方式的优缺点和适用场景即可，不用去看其实现原理。（更详细的直接看参考链接）

【单向加密】

MD5（message digest，消息摘要）

根据数据生成128 bit（16字节）的散列值（hash value），如果数据有任何变化，生成的散列值就不一样。一般我们看到的是用16进制表示的散列值，有32个字符（128/4）。生成MD5时要求数据的长度对512取模得448，如果不够在数据后面进行填充，填充第一位为1，其余为0

应用场景有：

1.文件一致性校验（常用）。例如通过对比本地文件和线上文件的MD5是否一致来判断本地文件是否需要更新，再通过对比下载文件和线上文件的MD5来判断文件是否有下载完整；

2.密码签名校验（少用）。根据用户注册时输入的用户名和密码分为生成MD5值，将用户下次登录时输入的用户名和密码的MD5与初次输入的进行对比来判断用户是否可以输入。因为用户名和密码都是很短的字符串，可以通过撞库的方式反向推出用户名和密码，尽管这种概率极低，仍使得MD5用于密码签名校验时不安全。

（什么是撞库：每个密码有一个唯一对应的MD5，将几乎所有可能的MD5对应的密码收集起来放到一个库里，一旦获取了某个MD5值，可以逆向得到密码。免费在线MD5解密网站：http://md5.cn/）

（为了防止撞库，一般会对密码做加盐处理，即用户输入密码后，再拼接额外的字符串，用新的字符串生成的MD5做校验）

在C#中，根据文本生成MD5值的代码为：

byte[] hash = System.Security.Cryptography.MD5.Create().ComputeHash(bytesData);
string md5 = System.BitConverter.ToString(hash).Replace("-", "");

SHA（Secure Hash Algorithm）

由美国国家安全局（NSA）所设计，并由美国国家标准与技术研究院（NIST）发布；是美国的政府标准。曾被视为是MD5（更早之前被广为使用的散列函数）的后继者。SHA系列包括：

SHA-1

SHA-2包括：SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-512/224、SHA-512/256。

SHA-3包括：SHA3-224、SHA3-256、SHA3-384、SHA3-512。(后面的数字表示生成的散列值为位数)

SHA在线加密工具 - MKLab在线工具

安全性SHA3 > SHA2 > SHA1，但计算速度还是MD5更快

【对称加密】

获得单向加密的密文（也即MD5值或SHA值），不能根据密文直接逆向算出明文（也即原始数据），而采用对称加密得到的密文，可以逆向算出明文。加密和解密都需要用到秘钥。

DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）

该算法在1976年被美国联邦政府的国家标准局确定为联邦资料处理标准（FIPS），并于1977年被发布，随后在国际上广泛流传开来。然而，随着计算机的进步，DES 已经能够被暴力破解，所以该算法已经不安全了。它的密钥长度为56比特（从规格上来说，密钥长度是64比特，但由于每隔7比特会设置一个用于错误检查的比特，因此实际长度为56比特）3DES（Triple-DES），是DES的增强版，相当于对每组数据应用了三次DES算法。

AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）

AES 的出现主要是用来取代 DES 加密算法，因为 AES 的安全性相对更高。因为目前大部分网站，包括手机 APP 后端接口，都已经使用 HTTPS 协议，而 HTTPS 在数据传输阶段大部分都是使用 AES 对称加密算法。

【参考】

java - 一文搞懂单向散列加密：MD5、SHA-1、SHA-2、SHA-3 - 个人文章 - SegmentFault 思否

Java 中的加密算法： AES - Java论道 - SegmentFault 思否

java - 编程中常用的加密算法 - 个人文章 - SegmentFault 思否

java - 非对称加密算法-RSA - 程序猿 - SegmentFault 思否