加密系列 | MD5加密和解密算法详解&代码示例
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2024-03-19 11:55:52
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MD5即Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法5),用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一(又译摘要算法、哈希算法),主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据(如汉字)运算为另一固定长度值,是杂凑算法的基础原理,MD5的前身有MD2、MD3和MD4。
MD5算法特点
- 压缩性:任意长度的数据,算出的MD5值长度都是固定的;
- 容易计算:从原数据计算出MD5值很容易;
- 抗修改性:对原数据进行任何改动,哪怕只修改1个字节,所得到的MD5值都有很大区别;
- 强抗碰撞:已知原数据和其MD5值,想找到一个具有相同MD5值的数据(即伪造数据)是非常困难的;
MD5算法作用
MD5的作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人**前被”压缩”成一种保密的格式(就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的十六进制数字串)。除了MD5以外,其中比较有名的还有sha-1、RIPEMD以及Haval等
MD5算法应用
数字签名
MD5的典型应用是对一段Message(字节串)产生fingerprint(指纹),以防止被“篡改”。举个例子,你将一段话写在一个叫
readme.txt文件中,并对这个readme.txt产生一个MD5的值并记录在案,然后你可以传播这个文件给别人,别人如果修改了文件中的任何内容,你对这个文件重新计算MD5时就会发现(两个MD5值不相同)。如果再有一个第三方的认证机构,用MD5还可以防止文件作者的“抵赖”,这就是所谓的数字签名应用。
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Arrays;
public class MD5Util {
private static final String HEX_NUMS_STR = "0123456789ABCDEF";
private static final Integer SALT_LENGTH = 12;
/**
* 将16进制字符串转换成字节数组
*/
public static byte[] hexStringToByte(String hex) {
int len = (hex.length() / 2);
byte[] result = new byte[len];
char[] hexChars = hex.toCharArray();
for (int i = 0; i < len; i++) {
int pos = i * 2;
result[i] = (byte) (HEX_NUMS_STR.indexOf(hexChars[pos]) << 4 | HEX_NUMS_STR.indexOf(hexChars[pos + 1]));
}
return result;
}
/**
* 将指定byte数组转换成16进制字符串
*/
public static String byteToHexString(byte[] b) {
StringBuffer hexString = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
if (hex.length() == 1) {
hex = '0' + hex;
}
hexString.append(hex.toUpperCase());
}
return hexString.toString();
}
/**
* 验证口令是否合法
*/
public static boolean validPassword(String password, String passwordInDb)
throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {
// 将16进制字符串格式口令转换成字节数组
byte[] pwdInDb = hexStringToByte(passwordInDb);
// 声明盐变量
byte[] salt = new byte[SALT_LENGTH];
// 将盐从数据库中保存的口令字节数组中提取出来
System.arraycopy(pwdInDb, 0, salt, 0, SALT_LENGTH);
// 创建消息摘要对象
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
// 将盐数据传入消息摘要对象
md.update(salt);
// 将口令的数据传给消息摘要对象
md.update(password.getBytes("UTF-8"));
// 生成输入口令的消息摘要
byte[] digest = md.digest();
// 声明一个保存数据库中口令消息摘要的变量
byte[] digestInDb = new byte[pwdInDb.length - SALT_LENGTH];
// 取得数据库中口令的消息摘要
System.arraycopy(pwdInDb, SALT_LENGTH, digestInDb, 0, digestInDb.length);
// 比较根据输入口令生成的消息摘要和数据库中消息摘要是否相同
if (Arrays.equals(digest, digestInDb)) {
// 口令正确返回口令匹配消息
return true;
} else {
// 口令不正确返回口令不匹配消息
return false;
}
}
/**
* 获得加密后的16进制形式口令
*/
public static String getEncryptedPwd(String password)
throws NoSuchAlgorithmException, UnsupportedEncodingException {
// 声明加密后的口令数组变量
byte[] pwd = null;
// 随机数生成器
SecureRandom random = new SecureRandom();
// 声明盐数组变量
byte[] salt = new byte[SALT_LENGTH];
// 将随机数放入盐变量中
random.nextBytes(salt);
// 声明消息摘要对象
MessageDigest md = null;
// 创建消息摘要
md = MessageDigest.getInstance("MD5");
// 将盐数据传入消息摘要对象
md.update(salt);
// 将口令的数据传给消息摘要对象
md.update(password.getBytes("UTF-8"));
// 获得消息摘要的字节数组
byte[] digest = md.digest();
// 因为要在口令的字节数组中存放盐,所以加上盐的字节长度
pwd = new byte[digest.length + SALT_LENGTH];
// 将盐的字节拷贝到生成的加密口令字节数组的前12个字节,以便在验证口令时取出盐
System.arraycopy(salt, 0, pwd, 0, SALT_LENGTH);
// 将消息摘要拷贝到加密口令字节数组从第13个字节开始的字节
System.arraycopy(digest, 0, pwd, SALT_LENGTH, digest.length);
// 将字节数组格式加密后的口令转化为16进制字符串格式的口令
return byteToHexString(pwd);
}
}
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