MD5 - 加密算法簡要介紹與JAVA實作

【1】MD5是什麼

MD5即Message-Digest Algorithm 5（資訊-摘要算法5），用于確定資訊傳輸完整一緻。是計算機廣泛使用的雜湊算法之一（又譯摘要算法、雜湊演算法），主流程式設計語言普遍已有MD5實作。将資料（如漢字）運算為另一固定長度值，是雜湊算法的基礎原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。MD5是不可逆的。

該算法的檔案号為:

RFC 1321（R.Rivest,MIT Laboratory for Computer Science and RSA Data Security Inc. April 1992）

。

MD5的作用是讓大容量資訊在用數字簽名軟體簽署私人密鑰前被"壓縮"成一種保密的格式（就是把一個任意長度的位元組串變換成一定長的十六進制數字串）。除了MD5以外，其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等。

對MD5算法簡要的叙述可以為：MD5以512位分組來處理輸入的資訊，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經過了一系列的處理後，算法的輸出由四個32位分組組成，将這四個32位分組級聯後将生成一個128位散列值。

128位散列值轉換為16進制字元串為32個字元。即，加密後的結果為32位16進制的字元串。

經典的哈希(散列)算法還有：MD2、MD4 和 SHA-1（目的是将任意長輸入通過算法變為固定長輸出，且保證輸入變化一點輸出都不同，且不能反向解密）。

【2】MD5的特點

① 長度固定

不管多長的字元串,加密後長度都是一樣長，友善平時資訊的統計和管理。

② 容易計算

從原資料計算出MD5值很容易。

③ 抗修改性

對原資料進行任何改動，哪怕隻修改1個位元組，所得到的MD5值都有很大差別。

④ 強抗碰撞

已知原資料和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的資料（即僞造資料）是非常困難的(并非不可以)。

【3】MD5加密過程

第一種，加密字元串

① 擷取資訊摘要對象:md5

通過資訊摘要單例的構造函數擷取:

MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");

② 擷取摘要位元組數組

兩種方式：

byte[] bytes = str.getBytes();
byte[] digest = md5.digest(bytes);

或

byte[] bytes = str.getBytes();
md5.update(bytes);
byte[] digest = md5.digest();

③ 把摘要數組中的每一個位元組轉換成16進制,并拼在一起就得到了MD5值.

第二種，加密檔案

方法傳入的是檔案對象 : file

① 因為是檔案不是方法,是以不是像剛才那樣通過摘要擷取字元串。

② 使用到另一個方法即可:就是資訊摘要對象更新:md5.update(byte[] input)方法,用法是通過讀取流,不斷的更新從流中讀到的"資訊數組"。

③ 然後通過”資訊摘要對象”擷取摘要,不用參數:md5.digest(),此時傳回的數組就已經是包含内容的摘要數組了。

【4】MD5工具類

package com.web.encrypt;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.math.BigInteger;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;


public class MD5Util {
  // 用來将位元組轉換成 16 進制表示的字元
  private static char hexDigits[] = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd','e', 'f' };
  protected static MessageDigest messagedigest = null;
  
  static {
    try {
      messagedigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
    } catch (NoSuchAlgorithmException nsaex) {
      System.err.println(MD5Util.class.getName()
          + "初始化失敗，MessageDigest不支援MD5Util。");
      nsaex.printStackTrace();
    }
  }
  
  // 加密字元串
  public static String getMD5(String str){
    
    byte[] bs = str.getBytes();
    
    return getMD5FromByte(bs);
  }
  
  private static String getMD5FromByte(byte[] source) {
    String s = null;
    
    try {
      java.security.MessageDigest md = java.security.MessageDigest.getInstance("MD5");
      md.update(source);
      byte tmp[] = messagedigest.digest();
      // MD5 的計算結果是一個 128 位的長整數(16個位元組)，轉為16進制則為32個字元
      char str[] = new char[16 * 2]; 
  // 每個位元組用 16 進制表示的話，使用兩個字元(一個8位->2個4位->2個16進制字元)，是以表示成 16 進制需要 32 個字元
      int k = 0; // 表示轉換結果中對應的字元位置
      for (int i = 0; i < 16; i++) { 
        // 從第一個位元組開始，對 MD5 的每一個位元組
        // 轉換成 16 進制字元的轉換
        byte byte0 = tmp[i]; // 取第 i 個位元組
        str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
         // 取位元組中高 4 位的數字轉換,>>>為邏輯右移，将符号位一起右移
        str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
         // 取位元組中低 4 位的數字轉換
      }
      s = new String(str); 
      // 換後的結果轉換為字元串

    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return s;
  }
  
  // 加密檔案對象
  public static String getFileMD5String(File file) throws FileNotFoundException {  
    String value = null;  
    FileInputStream in = new FileInputStream(file);  
    try {  
      MappedByteBuffer byteBuffer = in.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());  
      MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");  
      md5.update(byteBuffer);  
      BigInteger bi = new BigInteger(1, md5.digest());  
      value = bi.toString(16);  
    } catch (Exception e) {  
      e.printStackTrace();  
    } finally {  
      if(null != in) {  
        try {  
          in.close();  
        } catch (IOException e) {  
          e.printStackTrace();  
        }  
      }  
    }  
    return value;  
  }  
  
  //參數為檔案路徑
  public static String getFileMD5String(String  filePath) throws FileNotFoundException {  
          String value = null;  
          File file=new File(filePath);
          FileInputStream in = new FileInputStream(file);  
      try {  
          MappedByteBuffer byteBuffer = in.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());  
          MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");  
          md5.update(byteBuffer);  
          BigInteger bi = new BigInteger(1, md5.digest());  
          value = bi.toString(16);  
      } catch (Exception e) {  
          e.printStackTrace();  
      } finally {  
              if(null != in) {  
                  try {  
                  in.close();  
              } catch (IOException e) {  
                  e.printStackTrace();  
              }  
          }  
      }  
         return value;  
      }  
      
  //參數為url
  public static String getFileMD5StringByURL(String urlString) throws IOException {   

    URL url = new URL(urlString);
    
    HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
    
    BufferedInputStream fis = null;
    
    fis = new BufferedInputStream(connection.getInputStream());
    
    byte[] buffer = new byte[1024];
    int numRead = 0;
    while ((numRead = fis.read(buffer)) > 0) {
      
      messagedigest.update(buffer, 0, numRead);
    }
    fis.close();
    return bufferToHex(messagedigest.digest());
  }
  
  //參數為位元組數組
  public static String getMD5String(byte[] bytes) {
    messagedigest.update(bytes);
    return bufferToHex(messagedigest.digest());
  }
  
  // 将位元組數組轉換為16進制的字元串
  private static String bufferToHex(byte bytes[]) {
    int m = 0;
    int n = bytes.length;
    StringBuffer stringbuffer = new StringBuffer(2 * n);
    int k = m + n;
    for (int l = m; l < k; l++) {
      appendHexPair(bytes[l], stringbuffer);
    }
    return stringbuffer.toString();
  }

  private static void appendHexPair(byte bt, StringBuffer stringbuffer) {
    char c0 = hexDigits[(bt & 0xf0) >> 4];
    // 取位元組中高 4 位的數字轉換, >>> 為邏輯右移，将符号位一起右移
    char c1 = hexDigits[bt & 0xf];
    // 取位元組中低 4 位的數字轉換 
    stringbuffer.append(c0);
    stringbuffer.append(c1);
  }
  
}

MD5 - 加密算法簡要介紹與JAVA實作

【1】MD5是什麼

【2】MD5的特點

【3】MD5加密過程

【4】MD5工具類

繼續閱讀

關于Gradle配置的小結

Java小案例——随機數猜測随機數猜測

nginx location中斜線的位置的重要性

27 Best Free Eclipse Plug-ins for Java Developer to be ProductiveCode Quality PluginsText Editor PluginsDependency ManagementVersion Control Integration PluginsFramework Development Continuous Integration Related PluginsOther Utility Plugins

Java String.format方法的簡單使用

neo4j之cypher使用文檔

GitHub連夜封殺！這份阿裡 10W 字内部 Java 字面試手冊到底有多強？

spark/scala關于【資源檔案】加載方法概述外部檔案加載方案測試資源檔案打包入jar包中小結

mybatis_入門程式Mybatis入門

AOP程式設計_Android優雅權限架構(1)概念基礎，2021金三銀四前言正文大綱正文

Effective Java 8:通用程式設計

OOM三種類型

工廠模式-三種類型

【遞歸】高效率求2的n次幂

win10本地scala和spark安裝安裝scala安裝spark

scala (3) Function 和 Method