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常用加密算法对比

Base64 编解码

MessageDigest 信息摘要

MD5 信息摘要算法

原生 AES、DES、RSA 加解密

国密算法加密、解密：SM2、SM3、SM4

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常用加密算法对比

 常用加密算法对比

加密算法	描述
SHA	安全散列算法。单向加密、数据不可逆(即不可恢复)。长度是固定的。
BASE64	1、BASE64 有自己的编码表，可编码，也可解码；解码后能得到源内容。 2、BASE64 编码的长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加。 3、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 编码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，比如 url 地址，或者 Cookie.
MD5	信息摘要是安全的单向哈希函数，对大小的信息输出固定长度的哈希值，单向加密、数据不可逆。 摘要好比指纹，每个人都是唯一的，相同的源数据，摘要也一样，不同的数据，摘要则不一样。摘要只是源数据的局部，所以想要解码回去恢复整个源数据是不行的，因为是不完整的。
DES	Data Encrytion Standard（数据加密标准) , 特点：1. 对称加密  2. 同一个 SECRET_KEY（密钥）
AES	Advanced Encrytion Standard（高级加密标准），特点：1. 对称加密  2. 一个 SECRET_KEY（密钥）扩展成多个子 SK，轮加密
RSA	1. 非对称加密，即：PK（PUBLIC_KEY 公钥） 与 SK（ SECRET_KEY 密钥） 不是同一个 2. PK 加密时，必须用 SK 解密、反之  SK 加密时，必须用 PK 解密， 3. PK 决定 SK，但是 PK 很难算出 SK（数学原理：两个大质数相乘，积很难因式分解） 4. 速度慢，适合对少量数据加密
SM2	国密算法，非对称算法，需要公钥和私钥，用来替换 RSA
SM3	国密算法，摘要/杂凑算法，用来替换MD5、SHA-1、SHA-2
SM4	国密算法，对称算法，分组密码算法，用于替代DES/AES等国际算法

Base64 编解码

1、BASE64 有自己的编码表，可编码，也可解码；解码后能得到源内容。

2、BASE64 编码的长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加。

3、比如登陆的密码单纯只用 BASE64 编码的话，是可以再解密复原的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再复原了。

4、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 编码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的。

5、BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码，都位于 sun.misc 包下。

6、Base64 编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用'='，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个'='。为了保证所输出的编码为可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换。编码表的大小为2^6=64，这也是Base64名称的由来。

码值	字符	码值	字符	码值	字符	码值	字符
0	A	16	Q	32	g	48	w
1	B	17	R	33	h	49	x
2	C	18	S	34	i	50	y
3	D	19	T	35	j	51	z
4	E	20	U	36	k	52	0
5	F	21	V	37	i	53	1
6	G	22	W	38	m	54	2
7	H	23	X	39	n	55	3
8	I	24	Y	40	o	56	4
9	J	25	Z	41	p	57	5
10	K	26	a	42	q	58	6
11	L	27	b	43	r	59	7
12	M	28	c	44	s	60	8
13	N	29	d	45	t	61	9
14	O	30	e	46	u	62	+
15	P	31	f	47	v	63	/

    /*** BASE64 编码* BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解解码；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加* 1、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 转码的话，是可以再解密的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，* 2、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的** @param message 待编码的源数据* @return BASE64 编码后的字符串.*/public static String base64Encode(String message) {String result = "";try {if (message == null || "".equals(message.trim())) {return result;}result = base64Encode(message.getBytes("UTF-8"));} catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();}return result;}/*** BASE64Encoder 编码，重载方法.** @param message* @return*/public static String base64Encode(byte[] message) {String result = "";if (message == null || message.length <= 0) {return result;}/** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();result = base64Encoder.encode(message);return result;}/*** BASE64 解码* 1、BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解密；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加* 2、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 的转码的话，是可以再解密返回的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，* 3、在不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的** @param message 待解码的字符串，如果为空，则返回空字符串.* @return*/public static String base64Decode(String message) {String result = "";try {if (message == null || "".equals(message.trim())) {return result;}/** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/BASE64Decoder base64Decoder = new BASE64Decoder();byte[] decoderByte = base64Decoder.decodeBuffer(message);result = new String(decoderByte, "UTF-8");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return result;}public static void main(String[] args) {String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";String encodeMsg = base64Encode(sourceMessage);String decodeMsg = base64Decode(encodeMsg);System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.NiceSystem.out.println("base64 编码后：" + encodeMsg);//base64 编码后：MTIzNDU25LiH6YeM6ZW/5Z+OXyYqJCMuTmljZQ==System.out.println("base64 解码后：" + decodeMsg);//base64 解码后(可以解码)：123456万里长城_&*$#.Nice}

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MessageDigest 信息摘要

1、java.security.MessageDigest 类为应用程序提供信息摘要算法，如 SHA-1、SHA-256、MD5。

2、信息摘要是安全的单向哈希函数，其信息大小是任意的，且输出为固定长度的哈希值，所以通常会结合 BAse64 编码一起使用，将哈希值转换为可视字符。如果直接使用 new String(byte[] bytes) 是会乱码的

3、摘要好比指纹，每个人都是唯一的，相同的源数据，摘要也一样，不同的数据，摘要则不一样。摘要只是源数据的局部，所以想要解码回去恢复整个源数据是不行的，因为是不完整的。

java.security.MessageDigest 常用方法

方法	描述
MessageDigest getInstance(String algorithm)	返回实现指定摘要算法的 MessageDigest 对象。如 SHA-1、SHA-256、MD5
update(byte[] input)	使用指定的字节数组更新摘要。
byte[] digest()	通过执行最后的操作（如填充）来完成哈希计算，进行此调用后，将重置摘要。
byte[] digest(byte[] input)	使用指定的字节数组对摘要执行最终更新，然后完成摘要计算。相当于先调用 update(byte[] input)，然后调用 digest()。
boolean isEqual(byte[] digesta, byte[] digestb)	比较两个摘要是否相等。进行简单的字节比较。如果摘要相等，则返回true，否则返回false。
reset()	重置摘要以供进一步使用。
String getAlgorithm()	返回算法名称
int getDigestLength()	返回摘要的长度（字节），就是 digest() 方法返回的字节数组的长度.

    /*** 将任意字符通过 MD5 摘要 与 Base64 进行定长加密** @param message   待加密字符* @param algorithm 信息生成摘要的算法，默认为  md5，可选值有  SHA-1、SHA-256、MD5* @return 加密后字符*/public static String digestEncryption(String message, String algorithm) {String result = "";try {algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;//指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);byte[] md5Byte = messageDigest.digest(message.getBytes());//使用 BASE64 进行定长编码BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();result = base64Encoder.encode(md5Byte);} catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();}return result;}public static void main(String[] args) {String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.NiceString md5Msg = digestEncryption(sourceMessage, "md5");String sha1Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-1");String sha256Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-256");//md5 + base64 加密后：rIJQEL19bo+eV5p7qPLlDg==System.out.println("md5 + base64 加密后：" + md5Msg);//md5 + base64 加密后：UYg5qBdsuCdloFP+0CVPasziIEU=System.out.println("SHA-1 + base64 加密后：" + sha1Msg);//md5 + base64 加密后：dqTa6BTTvZ4zLF5WNAH5Cv660RxYMEIJlBRIGKdNXmM=System.out.println("SHA-256 + base64 加密后：" + sha256Msg);}

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4、除了上面使用 BASE64 将生成的摘要字节数组转换成可视字符串外，也可以使用将10进制字节数组转成 16 进制字符串的方式：16 进制转换在线源码：main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/DataTypeConvertUtils.java

MD5 信息摘要算法

1、压缩性：任意长度的数据，计算出来的 MD5 值都是固定的

2、容易计算: 从原数据计算出 MD5 值是非常方便的

3、抗修改性: 对原数据做任何改动，哪怕之修改1个字节，MD5 值都有很大区别

4、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（伪造数据）是非常困难的。

5、应用场景：文件一致性较验、数据签名、安全访问认证 等。

6、使用实例代码参考上面的 "MessageDigest 信息摘要"，下面演示对文件提取摘要：

Md5、SHA-1、SHA-256 摘要算法使用都是同理，都是通过 MessageDigest.getInstance(String algorithm) 指定.

    /*** 对文件提取摘要** @param file      ：待提取摘要的文件* @param algorithm 生成摘要的算法，默认为  md5，可选值有  SHA-1、SHA-256、MD5* @return*/public static String md5DigestByFile(File file, String algorithm) {String result = "";try {algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;//构建文件输入流，然后获取文件通道。FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);//FileChannel 用于读取，写入，映射和操作文件的通道。FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();/*** map(MapMode mode,long position, long size)：将此频道文件的区域直接映射到内存中。* position - 映射区域要启动的文件中的位置; 必须是非负的* size - 要映射的区域的大小; 必须是非负数，不得大于Integer.MAX_VALUE*/MappedByteBuffer byteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());//指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);//使用指定的 ByteBuffer 更新摘要.messageDigest.update(byteBuffer);//提取摘要，然后将十进制的字节数组转成 16 进制可视字符串.//通常在网上下载的资源，对方提供对照的 md5 码，或者 sha 码，也是使用 16 进制转换的.result = bytes2HexString(messageDigest.digest(), false);fileInputStream.close();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return result;}/*** 10 进制字节数组转 16 进制字符串（因为16进制中含有A-F，所以只能用字符串表示）* 对应上面的 hexString2Bytes 方法** @param b           :待转换的10进制字节数组，如 new byte[]{69, 83, 67, 47, 86, 80, 46, 110, 101, 116, 16, 3, 0, 0, 0, 0};* @param isHaveBlank 转换的结果是否用空格隔开，true 时如 "45 5A 43 2F 56 00"，false 时如 "455A432F5600"* @return 转换好的 16进制字符串，如 "45 53 43 2F 56 50 2E 6E 65 74 10 03 00 00 00 00 "*/private static String bytes2HexString(byte[] b, boolean isHaveBlank) {if (b == null || b.length <= 0) {System.out.println("bytes2HexString 参数错误，放弃转换.");return null;}StringBuffer result = new StringBuffer();String hex;for (int i = 0; i < b.length; i++) {hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);if (hex.length() == 1) {hex = '0' + hex;}if (isHaveBlank) {result.append(hex.toUpperCase() + " ");} else {result.append(hex.toUpperCase());}}return result.toString();}public static void main(String[] args) {new Md5EncodeUtils().test2();}public void test2() {File file = new File("C:\\Users\\Think\\Downloads\\commons-io-2.6-bin.tar.gz");String fileMd5Digest = md5DigestByFile(file, "SHA-256");System.out.println("fileMd5Digest: " + fileMd5Digest.toLowerCase());}

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验证很简单，随便去 Apache 上下载一个资源，比如：Commons IO – Download Apache Commons IO

然后使用代码对它进行提取摘要，最后和 apache 提供的进行对比即可。

原生 AES、DES、RSA 加解密

src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/AesUtil.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com。

src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/DesUtil.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com。

src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/ReaUtil.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com。

国密算法加密、解密：SM2、SM3、SM4

https://blog.csdn.net/wangmx1993328/article/details/108888130。