Java加密技术介绍.docx

Java加密技术（一）——BASE64与单向加密算法MD5&SHA&MAC Java加密技术（二）——对称加密算法DES&AES Java加密技术（三）——PBE算法 Java加密技术（四）——非对称加密算法RSA Java加密技术（五）——非对称加密算法的由来DH Java加密技术（六）——数字签名算法DSA Java加密技术（七）——非对称加密算法最高级ECC Java加密技术（八）——数字证书 Java加密技术（九）——初探SSL Java加密技术（十）——单向认证 Java加密技术（十一）——双向认证 Java加密技术（十二）——*.PFX(*.p12)&个人信息交换文件 ### Java加密技术详解 #### 一、BASE64与单向加密算法MD5&SHA&MAC ##### BASE64 BASE64是一种编码格式，并非真正的加密算法。它主要用于将二进制数据转换成文本格式的数据，以便在网络上传输。由于某些传输协议只支持ASCII字符集，因此使用BASE64可以确保数据能够被正确传输。BASE64编码后的数据量会增加约33%，并且编码结果中可能会包含“=”号作为填充字符。 **Java实现示例**: ```java import org.apache.commons.codec.binary.Base64; public class Base64Example { public static void main(String[] args) throws Exception { String original = "Hello World!"; byte[] encodedBytes = Base64.encodeBase64(original.getBytes("UTF-8")); String encoded = new String(encodedBytes); System.out.println("Encoded: " + encoded); byte[] decodedBytes = Base64.decodeBase64(encodedBytes); String decoded = new String(decodedBytes, "UTF-8"); System.out.println("Decoded: " + decoded); } } ``` ##### MD5 MD5(Message-Digest Algorithm 5)是一种广泛使用的散列函数，它能将任意长度的消息压缩成一个128位的固定长度输出。MD5通常用于创建数字指纹或校验文件完整性，但由于其安全性问题，已不再建议用于安全相关的应用场景。 **Java实现示例**: ```java import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; public class MD5Example { public static void main(String[] args) { try { MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5"); byte[] messageDigest = md.digest("Hello World".getBytes()); StringBuilder hexString = new StringBuilder(); for (byte b : messageDigest) { String hex = Integer.toHexString(0xff & b); if (hex.length() == 1) hexString.append('0'); hexString.append(hex); } System.out.println("MD5: " + hexString.toString()); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ##### SHA SHA(Secure Hash Algorithm)是一系列散列函数的标准，包括SHA-1、SHA-2家族（SHA-256、SHA-512等）。SHA-256和SHA-512因其更高的安全性而更受欢迎。SHA算法同样用于生成固定长度的摘要，用于验证数据的完整性和一致性。 **Java实现示例**: ```java import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; public class SHAExample { public static void main(String[] args) { try { MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA-256"); byte[] messageDigest = sha.digest("Hello World".getBytes()); StringBuilder hexString = new StringBuilder(); for (byte b : messageDigest) { String hex = Integer.toHexString(0xff & b); if (hex.length() == 1) hexString.append('0'); hexString.append(hex); } System.out.println("SHA-256: " + hexString.toString()); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ##### MAC MAC(Message Authentication Code)是一种用于验证数据完整性和真实性的机制，通常结合对称密钥使用。MAC可以防止数据被篡改，并且能够检测出数据是否被未经授权的第三方修改。 **Java实现示例**: ```java import javax.crypto.Mac; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import java.util.Base64; public class MACExample { public static void main(String[] args) throws Exception { Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256"); SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec("This is a key12345678".getBytes(), "HmacSHA256"); mac.init(secretKey); byte[] macData = mac.doFinal("Hello World".getBytes()); String macString = Base64.getEncoder().encodeToString(macData); System.out.println("HMAC-SHA-256: " + macString); } } ``` 接下来的部分将涵盖对称加密算法、非对称加密算法以及相关高级主题。 #### 二、对称加密算法DES&AES ##### DES DES(Data Encryption Standard)是一种使用56位密钥的对称加密算法。由于密钥长度较短，现在已被AES取代。 ##### AES AES(Advanced Encryption Standard)是一种更现代、更安全的对称加密算法，支持128、192和256位密钥长度。AES被广泛应用于各种安全场景。 #### 三、PBE算法 PBE(Password-Based Encryption)是一种基于密码的加密算法，它使用用户提供的密码作为密钥的一部分，以保护数据免受未授权访问。 #### 四、非对称加密算法RSA RSA是一种公钥加密算法，使用两个不同的密钥进行加密和解密过程。它是目前最常用的非对称加密算法之一。 #### 五、非对称加密算法的由来DH DH(Diffie-Hellman)是一种密钥交换协议，用于允许双方在开放的通信通道上安全地协商共享密钥。 #### 六、数字签名算法DSA DSA(Digital Signature Algorithm)是一种用于数字签名的标准算法，它提供了数据的完整性和身份验证功能。 #### 七、非对称加密算法最高级ECC ECC(Elliptic Curve Cryptography)是一种基于椭圆曲线数学的非对称加密算法，与RSA相比，它可以使用更短的密钥长度提供相同的保护级别。 #### 八、数字证书 数字证书是一种用于验证在线实体身份的电子文档。它们通常用于网站身份验证和安全通信。 #### 九、初探SSL SSL(Secure Sockets Layer)是一种用于建立互联网上的安全连接的协议。它被广泛应用于保护Web浏览和其他网络通信。 #### 十、单向认证 单向认证是指服务器验证客户端身份的过程，但客户端不对服务器的身份进行验证。 #### 十一、双向认证 双向认证则要求客户端和服务器相互验证对方的身份，通常用于更严格的网络安全环境中。 #### 十二、*.PFX(*.p12)&个人信息交换文件 *.PFX和*.p12文件是一种用于存储数字证书和私钥的文件格式，常用于Web服务器和个人计算机之间的证书交换。 通过这些章节的介绍，我们可以看到Java加密技术的广度和深度，涵盖了从简单的编码格式到复杂的非对称加密算法。这些技术不仅对于软件开发至关重要，也是现代互联网安全的基础。