3-消息摘要

本系列文章主要总结了常用的Java加解密技术。本文介绍消息摘要，包括MD、SHA和MAC，消息摘要是一种不可逆的过程，常用于文件完整性校验。

MD算法

MD（Message Digest，消息摘要算法）是一种最常见的消息摘要算法，有MD2、MD3、MD4和MD5，其中又属MD5最为常见。MD系列的消息摘要算法生成128位的摘要数据（16个字节，Hex编码为32个字符）。

使用Java实现

Java本身提供了MD5的实现，示例代码如下，JDK版本是由于JDK没有提供进制转换，所以需要自己实现进制转换。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
public class MD5TestJdk {
    public static void main(String[] args) 
            throws NoSuchAlgorithmException, 
            UnsupportedEncodingException {
        byte[] data = "www.hiwzc.com".getBytes("UTF-8");
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        md.update(data);
        byte[] digest = md.digest();
        System.out.println(toHexString(digest));
    }
    
    private static String toHexString(byte[] data) {
        String table = "0123456789abcdef";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        final int l = data.length;
        for (int i = 0; i < l; i++) {
            sb.append(table.charAt((0xF0 & data[i]) >>> 4));
            sb.append(table.charAt(0x0F & data[i]));
        }
        return sb.toString();
    }
}

使用Bouncy Castle实现

下面的代码使用开源软件Bouncy Castle实现MD5消息摘要，使用的版本是1.56。有两种实现方式，一种是将Bouncy Castle的Provider提供给Java的JCA框架，另一种是使用Bouncy Castle自己的API。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import org.bouncycastle.crypto.Digest;
import org.bouncycastle.crypto.digests.MD5Digest;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
public class MD5TestBC {
    public static void main(String[] args)
            throws UnsupportedEncodingException, NoSuchAlgorithmException {
        // 使用JCA框架
        byte[] data = "www.hiwzc.com".getBytes("UTF-8");
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5",
                new BouncyCastleProvider());
        md.update(data);
        byte[] digest = md.digest();
        System.out.println(Hex.toHexString(digest));
        // 使用Bouncy Castle的API
        Digest md5 = new MD5Digest();
        md5.update(data, 0, data.length);
        byte[] digest2 = new byte[md5.getDigestSize()];
        md5.doFinal(digest2, 0);
        System.out.println(Hex.toHexString(digest2));
    }
}

使用Apache Commons Codec实现

下面的代码使用开源软件Apache Commons Codec实现MD5消息摘要，使用的版本是1.10。与Bouncy Castle不同，Apache Commons Code不是一个JCA的Provider，而是封装了Java的实现。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;
public class MD5TestCC {
    public static void main(String[] args)
            throws UnsupportedEncodingException,
                NoSuchAlgorithmException {
        byte[] data = "www.hiwzc.com".getBytes("UTF-8");
        String md5 = DigestUtils.md5Hex(data);
        System.out.println(md5);
    }
}

SHA算法

SHA（Secure Hash Algorithm，安全散列算法）是在MD4基础上发展起来的新一代消息摘要算法，SHA生成的摘要信息比MD5更长，安全性更高。目前SHA算法有SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512。SHA-1生成的消息摘要长度为160位（20个字节，Hex编码为40个字符），其他的长度和名称一致，比如SHA-256的摘要长度为256位（32个字节，Hex编码为64个字符）。

得益于Java提供的JCA框架，SHA256的实现和MD5的实现基本一致，比如SUN实现SHA-256只要把MD5实现的MessageDigest.getInstance("MD5")改为MessageDigest.getInstance("SHA-256")即可。下面看看Bouncy Castle和Apache Comons Codec的实现。

使用Bouncy Castle实现

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import org.bouncycastle.crypto.Digest;
import org.bouncycastle.crypto.digests.SHA256Digest;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
public class Sha256TestBC {
    public static void main(String[] args)
            throws UnsupportedEncodingException,
            NoSuchAlgorithmException {
        // 使用JCA框架
        byte[] data = "www.hiwzc.com".getBytes("UTF-8");
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("SHA-256",
                new BouncyCastleProvider());
        md.update(data);
        byte[] digest = md.digest();
        System.out.println(Hex.toHexString(digest));
        // 使用Bouncy Castle的API
        Digest sha256 = new SHA256Digest();
        sha256.update(data, 0, data.length);
        byte[] digest2 = new byte[sha256.getDigestSize()];
        sha256.doFinal(digest2, 0);
        System.out.println(Hex.toHexString(digest2));
    }
}

使用Apache Commons Codec实现

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;
public class Sha256TestCC {
    public static void main(String[] args)
            throws UnsupportedEncodingException,
                NoSuchAlgorithmException {
        byte[] data = "www.hiwzc.com".getBytes("UTF-8");
        String md5 = DigestUtils.sha256Hex(data);
        System.out.println(md5);
    }
}