JAVA加密解密之常用签名算法

Message Digest Algorithm MD5（中文名为消息摘要算法第五版）为计算机安全领域广泛使用的一种散列函数，用以提供消息的完整性保护。该算法的文件号为RFC 1321（R.Rivest,MIT Laboratory for Computer Science and RSA Data Security Inc. April 1992）。
MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法5），用于确保信息传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法、哈希算法），主流编程语言普遍已有MD5实现。将数据（如汉字）运算为另一固定长度值，是杂凑算法的基础原理，MD5的前身有MD2、MD3和MD4。
MD5算法具有以下特点：
1. 压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
2. 容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
3. 抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的MD5值都有很大区别。
4. 强抗碰撞：已知原数据和其MD5值，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。

HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）,HMAC运算利用哈希算法，以一个密钥和一个消息为输入，生成一个消息摘要作为输出。

在下面的示例中，将演示MD5、Hmac等签名算法的使用方式

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.zip.CRC32;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
 * 加密解密基类
 *
 * @author jianggujin
 *
 */
public class BasicCoder
{
   /**
    * MD5(Message Digest algorithm 5，信息摘要算法)
    *
    * @param data
    *           加密数据
    * @return
    * @throws UnsupportedEncodingException
    * @throws NoSuchAlgorithmException
    */
   public byte[] makeMD5(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException
   {
      MessageDigest mdTemp = MessageDigest.getInstance("MD5");
      mdTemp.update(data);
      return mdTemp.digest();
   }

   /**
    * SHA(Secure Hash Algorithm，安全散列算法)
    *
    * @param data
    *           加密数据
    * @return
    * @throws NoSuchAlgorithmException
    * @throws Exception
    */
   public byte[] makeSHA(byte[] data) throws NoSuchAlgorithmException
   {
      MessageDigest sha = MessageDigest.getInstance("SHA");
      sha.update(data);
      return sha.digest();
   }

   /**
    * HmacSHA1
    *
    * @param data
    *           加密数据
    * @param key
    *           密钥
    * @return
    * @see Hmac
    * @throws UnsupportedEncodingException
    * @throws NoSuchAlgorithmException
    * @throws InvalidKeyException
    */
   public byte[] makeHmacSHA1(byte[] data, byte[] key)
         throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
   {
      return makeHmac(Hmac.HmacSHA1, data, key);
   }

   /**
    * HmacMD5
    *
    * @param data
    *           加密数据
    * @param key
    *           密钥
    * @return
    * @see Hmac
    * @throws UnsupportedEncodingException
    * @throws NoSuchAlgorithmException
    * @throws InvalidKeyException
    */
   public byte[] makeHmacMD5(byte[] data, byte[] key)
         throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
   {
      return makeHmac(Hmac.HmacMD5, data, key);
   }

   /**
    * Hmac
    *
    * @param hmac
    *           加密类型
    * @param data
    *           加密数据
    * @param key
    *           密钥
    * @return
    * @see Hmac
    * @throws UnsupportedEncodingException
    * @throws NoSuchAlgorithmException
    * @throws InvalidKeyException
    */
   public byte[] makeHmac(Hmac hmac, byte[] data, byte[] key)
         throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException
   {
      Mac mac = Mac.getInstance(hmac.toString());
      SecretKeySpec spec = new SecretKeySpec(key, hmac.toString());
      mac.init(spec);
      return mac.doFinal(data);
   }

   /**
    * CRC32，循环冗余校验
    *
    * @param data
    *           校验数据
    * @return
    */
   public long makeCRC32(byte[] data)
   {
      CRC32 crc32 = new CRC32();
      crc32.update(data);
      return crc32.getValue();
   }

   /**
    * Hmac(Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码)
    *
    * @author jianggujin
    *
    */
   public enum Hmac
   {
      HmacMD5, HmacSHA1, HmacSHA256, HmacSHA384, HmacSHA512
   }

   /**
    * 初始化HMAC密钥
    *
    * @return
    * @see Hmac
    * @throws Exception
    */
   public byte[] initMacKey(Hmac hmac) throws Exception
   {
      KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(hmac.toString());
      SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
      return secretKey.getEncoded();
   }

   private static final char[] hexDigits = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6',
         '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };

   /**
    * 将字节流按16进制转换成字符串.
    */
   public static String byte2String(byte[] buf)
   {
      int count = buf.length;
      StringBuffer sbuf = new StringBuffer();
      for (int i = 0; i < count; i++)
      {
         byte byte0 = buf[i];
         sbuf.append(hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf]).append(
               hexDigits[byte0 & 0xf]);
      }
      return sbuf.toString().toUpperCase();
   }
}