# 常见的安全算法

## 一、数字摘要算法

### 1. Md5

MD5即Message Digest Algorithm 5(信息摘要算法5)，是数字摘要算法一种实现，用于确保信息传输完整性和一致性，摘要长度为128位。 MD5由MD4、 MD3、 MD2改进而来，主要增强算法复杂度和不可逆性，该算法因其普遍、稳定、快速的特点，在产业界得到了极为广泛的使用，目前主流的编程语言普遍都已有MD5算法实现。

``````import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

/**
* Message Digest Algorithm 5(信息摘要算法5)
*/
public class MD5Util {
/**
* Constructs the MD5Util object and sets the string whose MD5Util is to be
* computed.
*
* @param inStr
*    the <code>String</code> whose MD5Util is to be computed
*/

public final static String COMMON_KEY="zhongzhuoxin#@!321";
public MD5Util() {

}

public final static String str2MD5(String inStr) {
char hexDigits[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
try {
byte[] strTemp = inStr.getBytes("UTF-8");
MessageDigest mdTemp = MessageDigest.getInstance("MD5");
mdTemp.update(strTemp);
byte[] md = mdTemp.digest();
int j = md.length;
char str[] = new char[j * 2];
int k = 0;
for (int i = 0; i < j; i++) {
byte byte0 = md[i];
str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
}
return new String(str);
} catch (Exception e) {
return null;
}
}

//--MD5Util
private static final char HEX_DIGITS[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5',
'6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F' };

public static String toHexString(byte[] b) { // String to byte
StringBuilder sb = new StringBuilder(b.length * 2);
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
sb.append(HEX_DIGITS[(b[i] & 0xf0) >>> 4]);
sb.append(HEX_DIGITS[b[i] & 0x0f]);
}
return sb.toString();
}

public static String AndroidMd5(String s) {
try {
// Create MD5Util Hash
MessageDigest digest = MessageDigest
.getInstance("MD5");
digest.update(s.getBytes());
byte messageDigest[] = digest.digest();

} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
}

return "";
}

public static void main(String[] args) {

String m = MD5Util.str2MD5("swwwwwwwwwwdkinner");

System.out.print(m.length() + "    ");
System.out.println(m);

}
}

``````

### 2.SHA

SHA的全称是Secure Hash Algorithm，即安全散列算法。 1993年，安全散列算法(SHA)由美国国家标准和技术协会（NIST)提出，并作为联邦信息处理标准(FIPS PUB 180)公布， 1995年又发布了一个修订版FIPS PUB 180-1，通常称之为SHA-1。 SHA-1是基于MD4算法的，现在已成为公认的最安全的散列算法之一，并被广泛使用。SHA-1算法生成的摘要信息的长度为160位，由于生成的摘要信息更长，运算的过程更加复杂，在相同的硬件上， SHA-1的运行速度比MD5更慢，但是也更为安全。

``````

import java.security.MessageDigest;

/**
* SHA的全称是Secure Hash Algorithm，即安全散列算法
* Created by fangzhipeng on 2017/3/21.
*/
public class SHAUtil {

/**
* 定义加密方式
*/
private final static String KEY_SHA = "SHA";
private final static String KEY_SHA1 = "SHA-1";
/**
* 全局数组
*/
private final static String[] hexDigits = { "0", "1", "2", "3", "4", "5",
"6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f" };

/**
* 构造函数
*/
public SHAUtil() {

}

/**
* SHA 加密
* @param data 需要加密的字节数组
* @return 加密之后的字节数组
* @throws Exception
*/
public static byte[] encryptSHA(byte[] data) throws Exception {
// 创建具有指定算法名称的信息摘要
//        MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA1);
// 使用指定的字节数组对摘要进行最后更新
sha.update(data);
// 完成摘要计算并返回
return sha.digest();
}

/**
* SHA 加密
* @param data 需要加密的字符串
* @return 加密之后的字符串
* @throws Exception
*/
public static String encryptSHA(String data) throws Exception {
// 验证传入的字符串
if (Strings.isNullOrEmpty(data)) {
return "";
}
// 创建具有指定算法名称的信息摘要
MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance(KEY_SHA);
// 使用指定的字节数组对摘要进行最后更新
sha.update(data.getBytes());
// 完成摘要计算
byte[] bytes = sha.digest();
// 将得到的字节数组变成字符串返回
return byteArrayToHexString(bytes);
}

/**
* 将一个字节转化成十六进制形式的字符串
* @param b 字节数组
* @return 字符串
*/
private static String byteToHexString(byte b) {
int ret = b;
//System.out.println("ret = " + ret);
if (ret < 0) {
ret += 256;
}
int m = ret / 16;
int n = ret % 16;
return hexDigits[m] + hexDigits[n];
}

/**
* 转换字节数组为十六进制字符串
* @param bytes 字节数组
* @return 十六进制字符串
*/
private static String byteArrayToHexString(byte[] bytes) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
sb.append(byteToHexString(bytes[i]));
}
return sb.toString();
}

/**
* 测试方法
* @param args
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
String key = "123";
System.out.println(encryptSHA(key));
}
}

``````

## 二、对称加密

### 1. DES算法

1973 年，美国国家标准局(NBS)在认识到建立数据保护标准既明显又急迫的情况下，开始征集联邦数据加密标准的方案。 1975 年3月17日， NBS公布了IBM公司提供的密码算法，以标准建议的形式在全国范围内征求意见。经过两年多的公开讨论之后， 1977 年7月15日， NBS宣布接受这建议，作为联邦信息处理标准46 号数据加密标准(Data Encryptin Standard)，即DES正式颁布，供商业界和非国防性政府部门使用。DES算法属于对称加密算法，明文按64位进行分组，密钥长64位，但事实上只有56位参与DES

``````

import java.io.IOException;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/**
* Data Encryptin Standard
* 数据加密标准
*/
public class DESUtil {

private final static String DES = "DES";

/**
* Description 根据键值进行加密
*
* @param data
* @param key  加密键byte数组
* @return
* @throws Exception
*/
public static String encrypt(String data, String key) throws Exception {
byte[] bt = encrypt(data.getBytes(), key.getBytes());
String strs = new BASE64Encoder().encode(bt);
return strs;
}

/**
* Description 根据键值进行解密
*
* @param data
* @param key  加密键byte数组
* @return
* @throws IOException
* @throws Exception
*/
public static String decrypt(String data, String key) throws Exception,
Exception {
if (data == null)
return null;
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
byte[] buf = decoder.decodeBuffer(data);
byte[] bt = decrypt(buf, key.getBytes());
return new String(bt);
}

/**
* Description 根据键值进行加密
*
* @param data
* @param key  加密键byte数组
* @return
* @throws Exception
*/
private static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
// 生成一个可信任的随机数源
SecureRandom sr = new SecureRandom();

// 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

// 创建一个密钥工厂，然后用它把DESKeySpec转换成SecretKey对象
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES);
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);

// Cipher对象实际完成加密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES);

// 用密钥初始化Cipher对象
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, securekey, sr);

return cipher.doFinal(data);
}

/**
* Description 根据键值进行解密
*
* @param data
* @param key  加密键byte数组
* @return
* @throws Exception
*/
private static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
// 生成一个可信任的随机数源
SecureRandom sr = new SecureRandom();

// 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象
DESKeySpec dks = new DESKeySpec(key);

// 创建一个密钥工厂，然后用它把DESKeySpec转换成SecretKey对象
SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance(DES);
SecretKey securekey = keyFactory.generateSecret(dks);

// Cipher对象实际完成解密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance(DES);

// 用密钥初始化Cipher对象
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, securekey, sr);

return cipher.doFinal(data);
}

public static void main(String[]args)throws Exception{
String  sStr=encrypt("122222112222:12343232323:jajwwwwslwskwkkwksk","wew2323w233321ws233w");
System.out.println(sStr);
String mStr=decrypt(sStr,"wew2323w233321ws233w");
System.out.println(mStr);
}
}

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### 2. AES

AES的全称是Advanced Encryption Standard，即高级加密标准，该算法由比利时密码学家Joan Daemen和Vincent Rijmen所设计，结合两位作者的名字，又称Rijndael加密算法，是美国联邦政府采用的一种对称加密标准，这个标准用来替代原先的DES算法，已经广为全世界所使用，已然成为对称加密算法中最流行的算法之一。AES算法作为新一代的数据加密标准汇聚了强安全性、高性能、高效率、易用和灵活等优

``````
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Base64;
import java.util.Scanner;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/**
* Created by fangzhipeng on 2017/3/21.
*/
public class AESUtil {

static  byte[]  key = "w@#\$4@#\$s^&3*&^4".getBytes();
final static String algorithm="AES";

public static String encrypt(String data){

byte[] dataToSend = data.getBytes();
Cipher c = null;
try {
c = Cipher.getInstance(algorithm);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchPaddingException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
SecretKeySpec k =  new SecretKeySpec(key, algorithm);
try {
c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k);
} catch (InvalidKeyException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
byte[] encryptedData = "".getBytes();
try {
encryptedData = c.doFinal(dataToSend);
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
byte[] encryptedByteValue =     Base64.getEncoder().encode(encryptedData);
return  new String(encryptedByteValue);//.toString();
}

public static String decrypt(String data){

byte[] encryptedData  =  Base64.getDecoder().decode(data);
Cipher c = null;
try {
c = Cipher.getInstance(algorithm);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchPaddingException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
SecretKeySpec k =
new SecretKeySpec(key, algorithm);
try {
c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, k);
} catch (InvalidKeyException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
byte[] decrypted = null;
try {
decrypted = c.doFinal(encryptedData);
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return new String(decrypted);
}

public static void main(String[] args){
}
}

``````

## 三、非对称加密

### RSA

RSA非对称加密算法是1977年由Ron Rivest、 Adi Shamirh和LenAdleman开发的， RSA取名来自开发他们三者的名字。 RSA是目前最有影响力的非对称加密算法，它能够抵抗到目前为止已知的所有密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。 RSA算法基于一个十分简单的数论事实：将两个大素数相乘十分容易，但反过来想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥。

``````
/**
* Created by fangzhipeng on 2017/3/21.
* RSA ：RSA非对称加密算法是1977年由Ron Rivest、 Adi Shamirh和LenAdleman开发   *  的， RSA取名来
*  自开发他们三者的名字。
* 参考：http://blog.csdn.net/wangqiuyun/article/details/42143957
*/

import java.io.*;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;

import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
public class RSAUtil {

/**
* 字节数据转字符串专用集合
*/
private static final char[] HEX_CHAR = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6',
'7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };

/**
* 随机生成密钥对
*/
public static void genKeyPair(String filePath) {
// KeyPairGenerator类用于生成公钥和私钥对，基于RSA算法生成对象
KeyPairGenerator keyPairGen = null;
try {
keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
// 初始化密钥对生成器，密钥大小为96-1024位
keyPairGen.initialize(1024,new SecureRandom());
// 生成一个密钥对，保存在keyPair中
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
// 得到私钥
RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
// 得到公钥
RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
try {
// 得到公钥字符串
// 得到私钥字符串
String privateKeyString =new String( Base64.getEncoder().encode(privateKey.getEncoded()));
String publicKeyString =new String( Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()));
// 将密钥对写入到文件

File file1=new File(filePath + "publicKey.keystore");
File file2=new File(filePath + "privateKey.keystore");
if(!file1.exists()) {
file1.createNewFile();
}
if(!file2.exists()) {
file2.createNewFile();
}
FileWriter pubfw = new FileWriter(filePath + "/publicKey.keystore");
FileWriter prifw = new FileWriter(filePath + "/privateKey.keystore");
BufferedWriter pubbw = new BufferedWriter(pubfw);
BufferedWriter pribw = new BufferedWriter(prifw);
pubbw.write(publicKeyString);
pribw.write(privateKeyString);
pubbw.flush();
pubbw.close();
pubfw.close();
pribw.flush();
pribw.close();
prifw.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

/**
* 从文件中输入流中加载公钥
*
* @param
*
* @throws Exception
*             加载公钥时产生的异常
*/
public static String loadPublicKeyByFile(String path) throws Exception {
try {
+ "/publicKey.keystore"));
String readLine = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while ((readLine = br.readLine()) != null) {
}
br.close();
return sb.toString();
} catch (IOException e) {
throw new Exception("公钥数据流读取错误");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("公钥输入流为空");
}
}

/**
* 从字符串中加载公钥
*
* @param publicKeyStr
*            公钥数据字符串
* @throws Exception
*             加载公钥时产生的异常
*/
public static RSAPublicKey loadPublicKeyByStr(String publicKeyStr)
throws Exception {
try {
byte[] buffer = Base64.getDecoder().decode(publicKeyStr);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(buffer);
return (RSAPublicKey) keyFactory.generatePublic(keySpec);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此算法");
} catch (InvalidKeySpecException e) {
throw new Exception("公钥非法");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("公钥数据为空");
}
}

/**
* 从文件中加载私钥
*
* @param
*
* @return 是否成功
* @throws Exception
*/
public static String loadPrivateKeyByFile(String path) throws Exception {
try {
+ "/privateKey.keystore"));
String readLine = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while ((readLine = br.readLine()) != null) {
}
br.close();
return sb.toString();
} catch (IOException e) {
throw new Exception("私钥数据读取错误");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("私钥输入流为空");
}
}

public static RSAPrivateKey loadPrivateKeyByStr(String privateKeyStr)
throws Exception {
try {
byte[] buffer = Base64.getDecoder().decode(privateKeyStr);
PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(buffer);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
return (RSAPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(keySpec);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此算法");
} catch (InvalidKeySpecException e) {
throw new Exception("私钥非法");
} catch (NullPointerException e) {
throw new Exception("私钥数据为空");
}
}

/**
* 公钥加密过程
*
* @param publicKey
*            公钥
* @param plainTextData
*            明文数据
* @return
* @throws Exception
*             加密过程中的异常信息
*/
public static byte[] encrypt(RSAPublicKey publicKey, byte[] plainTextData)
throws Exception {
if (publicKey == null) {
throw new Exception("加密公钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
// cipher= Cipher.getInstance("RSA", new BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
byte[] output = cipher.doFinal(plainTextData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此加密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("加密公钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("明文长度非法");
throw new Exception("明文数据已损坏");
}
}

/**
* 私钥加密过程
*
* @param privateKey
*            私钥
* @param plainTextData
*            明文数据
* @return
* @throws Exception
*             加密过程中的异常信息
*/
public static byte[] encrypt(RSAPrivateKey privateKey, byte[] plainTextData)
throws Exception {
if (privateKey == null) {
throw new Exception("加密私钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] output = cipher.doFinal(plainTextData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此加密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("加密私钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("明文长度非法");
throw new Exception("明文数据已损坏");
}
}

/**
* 私钥解密过程
*
* @param privateKey
*            私钥
* @param cipherData
*            密文数据
* @return 明文
* @throws Exception
*             解密过程中的异常信息
*/
public static byte[] decrypt(RSAPrivateKey privateKey, byte[] cipherData)
throws Exception {
if (privateKey == null) {
throw new Exception("解密私钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
// cipher= Cipher.getInstance("RSA", new BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
byte[] output = cipher.doFinal(cipherData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此解密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("解密私钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("密文长度非法");
throw new Exception("密文数据已损坏");
}
}

/**
* 公钥解密过程
*
* @param publicKey
*            公钥
* @param cipherData
*            密文数据
* @return 明文
* @throws Exception
*             解密过程中的异常信息
*/
public static byte[] decrypt(RSAPublicKey publicKey, byte[] cipherData)
throws Exception {
if (publicKey == null) {
throw new Exception("解密公钥为空, 请设置");
}
Cipher cipher = null;
try {
// 使用默认RSA
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
// cipher= Cipher.getInstance("RSA", new BouncyCastleProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
byte[] output = cipher.doFinal(cipherData);
return output;
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
throw new Exception("无此解密算法");
} catch (NoSuchPaddingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
} catch (InvalidKeyException e) {
throw new Exception("解密公钥非法,请检查");
} catch (IllegalBlockSizeException e) {
throw new Exception("密文长度非法");
throw new Exception("密文数据已损坏");
}
}

/**
* 字节数据转十六进制字符串
*
* @param data
*            输入数据
* @return 十六进制内容
*/
public static String byteArrayToString(byte[] data) {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < data.length; i++) {
// 取出字节的高四位 作为索引得到相应的十六进制标识符 注意无符号右移
stringBuilder.append(HEX_CHAR[(data[i] & 0xf0) >>> 4]);
// 取出字节的低四位 作为索引得到相应的十六进制标识符
stringBuilder.append(HEX_CHAR[(data[i] & 0x0f)]);
if (i < data.length - 1) {
stringBuilder.append(' ');
}
}
return stringBuilder.toString();
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
String filepath="F:/temp/";
File file=new File(filepath);
if(!file.exists()){
file.mkdir();
}
genKeyPair(filepath);
System.out.println("--------------公钥加密私钥解密过程-------------------");
String plainText="1223333323:8783737321232:dewejj28i33e92hhsxxxx";
//公钥加密过程
String cipher=new String(Base64.getEncoder().encode(cipherData));
//私钥解密过程
String restr=new String(res);
System.out.println("原文："+plainText);
System.out.println("加密密文："+cipher);
System.out.println("解密："+restr);
System.out.println();
}
}

``````

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