コンセプト：
ダイジェストアルゴリズムとは何ですか?
- メッセージ ダイジェスト アルゴリズムの主な特徴は、暗号化プロセスにキーが必要なく、暗号化されたデータを復号化できないことです。
- 同じ暗号文は、同じメッセージ ダイジェスト アルゴリズムを使用して同じ平文データを入力することによってのみ取得できます。
- メッセージダイジェストアルゴリズムは、平文のダイジェストアルゴリズムとして主に「デジタル署名」の分野で使用されています。
- 一般的なダイジェスト アルゴリズムには、RSA のMD5アルゴリズム、SHA-1アルゴリズム、および多数のバリアントが含まれます。
要約アルゴリズムの特徴は何ですか?
- 入力メッセージの長さに関係なく、計算されたメッセージ ダイジェストの長さは常に固定されます。
- メッセージ ダイジェストは「擬似ランダム」であるように見えます。つまり、同じ情報の集計結果は同じになります。
- メッセージにわずかな変更を加えると、大きく異なる可能性のあるダイジェストが生成されます
- ポジティブな情報の要約しかできないが、要約からはニュースが回収できず、元の情報に関連する情報も全く見つからない。
使用するシーン
メッセージ ダイジェスト アルゴリズムで最も一般的に使用されるシナリオは、デジタル署名とデータ (パスワード) 暗号化です。
デジタル署名とは
電子署名には、主に非対称鍵暗号技術とデジタル抽象化技術が使用されます。電子署名技術とは、概要情報を送信者の秘密鍵で暗号化し、原文とともに受信者に送信する技術です。受信者は、暗号化された概要情報を送信者の公開鍵で復号化し、HASH 関数を使用して受信した元のテキストの概要情報を生成し、それを復号化された概要情報と比較することしかできません。それらが同じである場合は、受信した情報が完全であり、送信中に変更されていないことを意味し、そうでない場合は、情報が変更されたことを意味します。
したがって、デジタル署名は情報の完全性を検証できます。デジタル署名は暗号化プロセスであり、デジタル署名の検証は復号化プロセスです。
MD5
MD5とは何ですか?
MD5の役割は、電子署名ソフトで秘密鍵に署名する前に、大容量の情報を機密形式に「圧縮」できるようにすること（つまり、任意の長さのバイト列を一定の長さの16進数列に変換すること）です。 。
MD5 にはいくつかの特徴があります。
- 圧縮率: データの長さに関係なく、計算された MD5 値の長さは固定されます。
- 計算が簡単：元のデータからMD5値を計算するのは簡単です。
- 変更に対する耐性: 元のデータを変更すると、たとえ 1 バイトだけ変更されたとしても、MD5 値は大きく異なります。
- 強力な衝突防止: 元のデータとその MD5 値がわかっていると、同じ MD5 値を持つデータ (つまり、偽造データ) を見つけるのは非常に困難です。
Java 実装:
1. java.security.MessageDigest クラスは MD5 アルゴリズムを実装します。
package com.snailclimb.ks.securityAlgorithm;
import java.security.MessageDigest;
public class MD5Demo {
// test
public static void main(String[] args) {
System.out.println(getMD5Code("hello,world"));
}
private MD5Demo() {
}
// md5加密
public static String getMD5Code(String message) {
String md5Str = "";
try {
//创建MD5算法消息摘要
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
//生成的哈希值的字节数组
byte[] md5Bytes = md.digest(message.getBytes());
md5Str = bytes2Hex(md5Bytes);
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return md5Str;
}
// 2进制转16进制
public static String bytes2Hex(byte[] bytes) {
StringBuffer result = new StringBuffer();
int temp;
try {
for (int i = 0; i < bytes.length; i++) {
temp = bytes[i];
if(temp < 0) {
temp += 256;
}
if (temp < 16) {
result.append("0");
}
result.append(Integer.toHexString(temp));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return result.toString();
}
}
2. 手書きによる MD5 の実装:
package com.snailclimb.ks.securityAlgorithm;
public class MD5{
/*
*四个链接变量
*/
private final int A=0x67452301;
private final int B=0xefcdab89;
private final int C=0x98badcfe;
private final int D=0x10325476;
/*
*ABCD的临时变量
*/
private int Atemp,Btemp,Ctemp,Dtemp;
/*
*常量ti
*公式:floor(abs(sin(i+1))×(2pow32)
*/
private final int K[]={
0xd76aa478,0xe8c7b756,0x242070db,0xc1bdceee,
0xf57c0faf,0x4787c62a,0xa8304613,0xfd469501,0x698098d8,
0x8b44f7af,0xffff5bb1,0x895cd7be,0x6b901122,0xfd987193,
0xa679438e,0x49b40821,0xf61e2562,0xc040b340,0x265e5a51,
0xe9b6c7aa,0xd62f105d,0x02441453,0xd8a1e681,0xe7d3fbc8,
0x21e1cde6,0xc33707d6,0xf4d50d87,0x455a14ed,0xa9e3e905,
0xfcefa3f8,0x676f02d9,0x8d2a4c8a,0xfffa3942,0x8771f681,
0x6d9d6122,0xfde5380c,0xa4beea44,0x4bdecfa9,0xf6bb4b60,
0xbebfbc70,0x289b7ec6,0xeaa127fa,0xd4ef3085,0x04881d05,
0xd9d4d039,0xe6db99e5,0x1fa27cf8,0xc4ac5665,0xf4292244,
0x432aff97,0xab9423a7,0xfc93a039,0x655b59c3,0x8f0ccc92,
0xffeff47d,0x85845dd1,0x6fa87e4f,0xfe2ce6e0,0xa3014314,
0x4e0811a1,0xf7537e82,0xbd3af235,0x2ad7d2bb,0xeb86d391};
/*
*向左位移数,计算方法未知
*/
private final int s[]={7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22,7,
12,17,22,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,
4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,6,10,
15,21,6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21};
/*
*初始化函数
*/
private void init(){
Atemp=A;
Btemp=B;
Ctemp=C;
Dtemp=D;
}
/*
*移动一定位数
*/
private int shift(int a,int s){
return(a<<s)|(a>>>(32-s));//右移的时候，高位一定要补零，而不是补充符号位
}
/*
*主循环
*/
private void MainLoop(int M[]){
int F,g;
int a=Atemp;
int b=Btemp;
int c=Ctemp;
int d=Dtemp;
for(int i = 0; i < 64; i ++){
if(i<16){
F=(b&c)|((~b)&d);
g=i;
}else if(i<32){
F=(d&b)|((~d)&c);
g=(5*i+1)%16;
}else if(i<48){
F=b^c^d;
g=(3*i+5)%16;
}else{
F=c^(b|(~d));
g=(7*i)%16;
}
int tmp=d;
d=c;
c=b;
b=b+shift(a+F+K[i]+M[g],s[i]);
a=tmp;
}
Atemp=a+Atemp;
Btemp=b+Btemp;
Ctemp=c+Ctemp;
Dtemp=d+Dtemp;
}
/*
*填充函数
*处理后应满足bits≡448(mod512),字节就是bytes≡56(mode64)
*填充方式为先加一个0,其它位补零
*最后加上64位的原来长度
*/
private int[] add(String str){
int num=((str.length()+8)/64)+1;//以512位，64个字节为一组
int strByte[]=new int[num*16];//64/4=16，所以有16个整数
for(int i=0;i<num*16;i++){//全部初始化0
strByte[i]=0;
}
int i;
for(i=0;i<str.length();i++){
strByte[i>>2]|=str.charAt(i)<<((i%4)*8);//一个整数存储四个字节，小端序
}
strByte[i>>2]|=0x80<<((i%4)*8);//尾部添加1
/*
*添加原长度，长度指位的长度，所以要乘8，然后是小端序，所以放在倒数第二个,这里长度只用了32位
*/
strByte[num*16-2]=str.length()*8;
return strByte;
}
/*
*调用函数
*/
public String getMD5(String source){
init();
int strByte[]=add(source);
for(int i=0;i<strByte.length/16;i++){
int num[]=new int[16];
for(int j=0;j<16;j++){
num[j]=strByte[i*16+j];
}
MainLoop(num);
}
return changeHex(Atemp)+changeHex(Btemp)+changeHex(Ctemp)+changeHex(Dtemp);
}
/*
*整数变成16进制字符串
*/
private String changeHex(int a){
String str="";
for(int i=0;i<4;i++){
str+=String.format("%2s", Integer.toHexString(((a>>i*8)%(1<<8))&0xff)).replace(' ', '0');
}
return str;
}
/*
*单例
*/
private static MD5 instance;
public static MD5 getInstance(){
if(instance==null){
instance=new MD5();
}
return instance;
}
private MD5(){};
public static void main(String[] args){
String str=MD5.getInstance().getMD5("hello,world");
System.out.println(str);
}
}SHA1
SHA1とは何ですか
2^64 ビットより短いメッセージの場合、SHA1 は 160 ビット (40 文字) のメッセージ ダイジェストを生成します。メッセージを受信すると、このメッセージ ダイジェストを使用してデータの整合性を検証できます。送信の過程でデータが変更される可能性があり、その時点で異なるメッセージ ダイジェストが生成されます。
- メッセージ ダイジェストから情報を復元することはできません。
- 2 つの異なるメッセージが同じメッセージ ダイジェストを生成することはありません (ただし、1x10^48 の確率で同じメッセージ ダイジェストが生成されます。これは通常、使用時に無視されます)。
JDK にはアルゴリズム実装が付属しています。
package com.snailclimb.ks.securityAlgorithm;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class SHA1Demo {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(getSha1("hello,world"));
}
public static String getSha1(String str) {
if (null == str || 0 == str.length()) {
return null;
}
char[] hexDigits = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
try {
//创建SHA1算法消息摘要对象
MessageDigest mdTemp = MessageDigest.getInstance("SHA1");
//使用指定的字节数组更新摘要。
mdTemp.update(str.getBytes("UTF-8"));
//生成的哈希值的字节数组
byte[] md = mdTemp.digest();
//SHA1算法生成信息摘要关键过程
int j = md.length;
char[] buf = new char[j * 2];
int k = 0;
for (int i = 0; i < j; i++) {
byte byte0 = md[i];
buf[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
buf[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
}
return new String(buf);
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
e.printStackTrace();
} catch (UnsupportedEncodingException e) {
e.printStackTrace();
}
return "0";
}
}
はい、それくらいです