来源: 互联网  发布时间: 2014-02-18

java加密解密研究8、MAC算法家族

一、概述

MAC算法结合了MD5和SHA算法的优势，并加入密钥的支持，是一种更为安全的消息摘要算法。

MAC（Message Authentication Code，消息认证码算法）是含有密钥的散列函数算法，兼容了MD和SHA算法的特性，并在此基础上加入了密钥。日次，我们也常把MAC称为HMAC（keyed-Hash Message Authentication Code）。

MAC算法主要集合了MD和SHA两大系列消息摘要算法。MD系列的算法有HmacMD2、HmacMD4、HmacMD5三种算法；SHA系列的算法有HmacSHA1、HmacSHA224、HmacSHA256、HmacSHA384.HmacSHA512五种算法。

经过MAC算法得到的摘要值也可以使用十六进制编码表示，其摘要值长度与参与实现的摘要值长度相同。例如，HmacSHA1算法得到的摘要长度就是SHA1算法得到的摘要长度，都是160位二进制码，换算成十六进制编码为40位。

二、实现和应用

1、Sun的实现和应用

在java6中，MAC系列算法需要通过Mac类提供支持。java6中仅仅提供HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256、HmacSHA384和HmacSHA512四种算法。

Mac算法是带有密钥的消息摘要算法，所以实现起来要分为两步：

1）、构建密钥

2）、执行消息摘要

package com.tao.test; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.Mac; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import javax.xml.bind.annotation.adapters.HexBinaryAdapter; /** * MAC算法工具类 * 对于HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256、HmacSHA384、HmacSHA512应用的步骤都是一模一样的。具体看下面的代码 */ class MACCoder { /** * 产生HmacMD5摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacMD5Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacMd5摘要算法 * 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacMD5(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacMD5"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);//转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacSHA1摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacSHAKey() throws NoSuchAlgorithmException { // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA1"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacSHA1摘要算法 * 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacSHA(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA1"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);//转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacSHA256摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacSHA256Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA256"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacSHA1摘要算法 * 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacSHA256(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA256"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);//转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacSHA256摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacSHA384Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA384"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacSHA1摘要算法 * 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacSHA384(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA384"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);//转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacSHA256摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacSHA512Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA512"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacSHA1摘要算法 * 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacSHA512(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA512"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);//转为十六进制的字符串 } } public class MACTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String testString = "asdasd"; byte[] keyHmacMD5=MACCoder.initHmacMD5Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacMD5(testString.getBytes(),keyHmacMD5)); byte[] keyHmacSHA1=MACCoder.initHmacSHAKey(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacSHA(testString.getBytes(),keyHmacSHA1)); byte[] keyHmacSHA256=MACCoder.initHmacSHA256Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacSHA256(testString.getBytes(),keyHmacSHA256)); byte[] keyHmacSHA384=MACCoder.initHmacSHA384Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacSHA384(testString.getBytes(),keyHmacSHA384)); byte[] keyHmacSHA512=MACCoder.initHmacSHA512Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacSHA512(testString.getBytes(),keyHmacSHA512)); } }

2、BouncyCastle的实现和应用

第三方加密组件包Bouncy Castle作为补充，提供了HmacMD2.HmacMD4、HmacSHA224三种算法的支持。

package Test; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.Security; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.Mac; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import javax.xml.bind.annotation.adapters.HexBinaryAdapter; import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider; /** * MAC算法工具类 * 对于HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256、HmacSHA384、HmacSHA512应用的步骤都是一模一样的。具体看下面的代码 */ class MACCoder { /** * 产生HmacMD2摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacMD2Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD2"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacMd2摘要算法 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacMD2(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacMD2"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); // 初始化mac mac.init(secretKey); // 执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);// 转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacMD4摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacMD4Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD4"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacMD4摘要算法 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacMD4(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacMD4"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); // 初始化mac mac.init(secretKey); // 执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);// 转为十六进制的字符串 } /** * 产生HmacSHA224摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacSHA224Key() throws NoSuchAlgorithmException { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化HmacMD5摘要算法的密钥产生器 KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA224"); // 产生密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 byte[] key = secretKey.getEncoded(); return key; } /** * HmacSHA224摘要算法 对于给定生成的不同密钥，得到的摘要消息会不同，所以在实际应用中，要保存我们的密钥 */ public static String encodeHmacSHA224(byte[] data, byte[] key) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 还原密钥 SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA224"); // 实例化Mac Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); // 初始化mac mac.init(secretKey); // 执行消息摘要 byte[] digest = mac.doFinal(data); return new HexBinaryAdapter().marshal(digest);// 转为十六进制的字符串 } } public class MACTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String testString = "asdasd"; byte[] keyHmacMD2 = MACCoder.initHmacMD2Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacMD2(testString.getBytes(), keyHmacMD2)); byte[] keyHmacMD4 = MACCoder.initHmacMD4Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacMD4(testString.getBytes(), keyHmacMD4)); byte[] keyHmacSHA224 = MACCoder.initHmacSHA224Key(); System.out.println(MACCoder.encodeHmacSHA224(testString.getBytes(), keyHmacSHA224)); } }

    

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RelativeLayout常用属性介绍-----开发日记(一)
第一类:属性值为true或false
    android:layout_centerHrizontal 水平居中
    android:layout_centerVertical 垂直居中
    android:layout_centerInparent 相对于父元素完全居中
    android:layout_alignParentBottom 贴紧父元素的下边缘
    android:layout_alignParentLeft 贴紧父元素的左边缘
    android:layout_alignParentRight 贴紧父元素的右边缘
    android:layout_alignParentTop 贴紧父元素的上边缘
    android:layout_alignWithParentIfMissing 如果对应的兄弟元素找不到的话就以父元素做参照物

    第二类：属性值必须为id的引用名“@id/id-name”
    android:layout_below 在某元素的下方
    android:layout_above 在某元素的的上方
    android:layout_toLeftOf 在某元素的左边
    android:layout_toRightOf 在某元素的右边

    android:layout_alignTop 本元素的上边缘和某元素的的上边缘对齐
    android:layout_alignLeft 本元素的左边缘和某元素的的左边缘对齐
    android:layout_alignBottom 本元素的下边缘和某元素的的下边缘对齐
    android:layout_alignRight 本元素的右边缘和某元素的的右边缘对齐

    第三类：属性值为具体的像素值，如30dip，40px
    android:layout_marginBottom 离某元素底边缘的距离
    android:layout_marginLeft 离某元素左边缘的距离
    android:layout_marginRight 离某元素右边缘的距离

    android:layout_marginTop 离某元素上边缘的距离

 

    

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java加密解密研究9、其他消息摘要算法

除了MD、SHA、MAC这三大主流消息摘要算法外，还有许多我们不了解的消息摘要算法，包括RipeMD系列，Tiger，Whirlpool和GOST3411算法、

一、概述

RipeMD：

RipeMD（RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest），是由Hans Dobbertin等3人在对MD4,MD5缺陷分析的基础上，于1996年提出的。目前，RipeMD算法共有4个标准，主要是对摘要值长度的区分，类似于SHA系列算法，包含RipeMD128，RipeMD160、RipeMD256和RipeMD320共四种算法。HmacRipeMD128和HmacRipeMd160算法是RipeMD与MAC算法融合的产物

Tiger：

Tiger由Ross于1995年提出。Tiger号称是最快的Hash算法，专门为64位机器做了优化，其消息摘要长度为192位。

Whirlpool：

Whirlpool已被列入ISO标准，由于它使用了与AES加密标准相同的转化技术，极大的提高了安全性，被称为最安全的摘要算法。Whirlpool在历史上共有3个版本，目前最新的版本是2003年颁布的，通常将其称为Whirlpool3.0，其消息摘要长度为512位。

GOST3411：

GOST3411消息摘要长度为256位。

二、实现和应用

java6没有提供上述算法的实现，所以，这里主要介绍BouncyCastle的实现和应用

1、RipeMD系列算法

package Test; import java.security.MessageDigest; import java.security.Security; import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider; import org.bouncycastle.util.encoders.Hex; /** * RipeMD摘要算法工具类 */ class RipeMDCoder { /** * RipeMD128摘要算法 */ public static String encodeRipeMD128(byte[] data) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化MessageDigest的信息 MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("RipeMD128"); byte[] digest = md.digest(data); return new String(Hex.encode(digest)); } /** * RipeMD160摘要算法 */ public static String encodeRipeMD160(byte[] data) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化MessageDigest的信息 MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("RipeMD160"); byte[] digest = md.digest(data); return new String(Hex.encode(digest)); } /** * RipeMD256摘要算法 */ public static String encodeRipeMD256(byte[] data) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化MessageDigest的信息 MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("RipeMD256"); byte[] digest = md.digest(data); return new String(Hex.encode(digest)); } /** * RipeMD320摘要算法 */ public static String encodeRipeMD320(byte[] data) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化MessageDigest的信息 MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("RipeMD320"); byte[] digest = md.digest(data); return new String(Hex.encode(digest)); } } public class RipeMDTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String testString="12123123asd"; System.out.println(RipeMDCoder.encodeRipeMD128(testString.getBytes())); System.out.println(RipeMDCoder.encodeRipeMD160(testString.getBytes())); System.out.println(RipeMDCoder.encodeRipeMD256(testString.getBytes())); System.out.println(RipeMDCoder.encodeRipeMD320(testString.getBytes())); } }

2、HmacRipeMD算法package Test; import java.security.Security; import javax.crypto.KeyGenerator; import javax.crypto.Mac; import javax.crypto.SecretKey; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider; import org.bouncycastle.util.encoders.Hex; /** * HmacRipeMD摘要算法工具类 */ class HmacRipeMDCoder { /** * 初始化HmacRipeMD128摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacRipeMD128Key() throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化KeyGenerator KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacRipeMD128"); // 产生私密密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 return secretKey.getEncoded(); } /** * HmacRipeMD128摘要算法 */ public static String encodeHmacRipeMD128(byte[] data,byte[] key) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); //还原密钥 SecretKey secretKey=new SecretKeySpec(key, "HmacRipeMD128"); //实例化Mac Mac mac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest=mac.doFinal(data); return new String(Hex.encode(digest)); } /** * 初始化HmacRipeMD128摘要算法的密钥 */ public static byte[] initHmacRipeMD160Key() throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 初始化KeyGenerator KeyGenerator generator = KeyGenerator.getInstance("HmacRipeMD160"); // 产生私密密钥 SecretKey secretKey = generator.generateKey(); // 获得密钥 return secretKey.getEncoded(); } /** * HmacRipeMD128摘要算法 */ public static String encodeHmacRipeMD160(byte[] data,byte[] key) throws Exception { // 添加BouncyCastle的支持 Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); //还原密钥 SecretKey secretKey=new SecretKeySpec(key, "HmacRipeMD160"); //实例化Mac Mac mac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm()); //初始化mac mac.init(secretKey); //执行消息摘要 byte[] digest=mac.doFinal(data); return new String(Hex.encode(digest)); } } public class HmacRipeMDTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String testString = "12123123asd"; byte[] hmacRipeMD128Key=HmacRipeMDCoder.initHmacRipeMD128Key(); String digestString1=HmacRipeMDCoder.encodeHmacRipeMD128(testString.getBytes(), hmacRipeMD128Key); System.out.println(digestString1); byte[] hmacRipeMD160Key=HmacRipeMDCoder.initHmacRipeMD160Key(); String digestString2=HmacRipeMDCoder.encodeHmacRipeMD160(testString.getBytes(), hmacRipeMD160Key); System.out.println(digestString2); } }