关于算法-数据结构:算法的加密

1. 算法品种

*   单向加密
*   对称加密
*   非对称加密 

1.1 单向加密

——– 即加密之后不能解密，个别用于数据验证

1）Base64

Base64 编码是从二进制到字符的过程，用 64 个字符来示意任意的二进制数据，罕用于在 HTTP 加密，图片编码传输等。

可打印字符 ：在 ASCII 码中规定，0~31、128 这 33 个字符属于控制字符，32~127 这 95 个字符属于可打印字符

转换形式 ：在 HTTP 协定下传输二进制数据时须要将其转换为字符数据，而网络传输只能传输可打印字符（95 个），不能转换的就须要应用 Base64 进行转换。

转换方法 ：

• 1 字节（byte）= 8 比特位（bit）
• Base64 定义了 64（2^6）个可打印字符示意二进制的办法，也就是说 6 个 bit 的二进制数据能够用对应的字符代替示意
• 对于间断多个二进制数据，每 3 个字节一组进行转换，3 个字节 24 bit，而后将其分为 4 局部（3×8 = 4×6），每个局部刚好 6 bit，将 6 bit 二进制转换为 Base64 定义的字符即实现转换
• 例，6 bit 二进制是 000000，那么对应的字符就是 A，如果 6 bit 二进制是 110011，那么对应的字符就是 z
• 若二进制数据字节数不是 3 的倍数，Base64 就将剩下的二进制数据补 0 至 3 的倍数，全 0 的用字符“=”代替

2）MD5

Message Digest algorithm 5，信息摘要算法，MD5

• 个别用于确保信息的传输残缺一致性，校验传输的数据是否被批改，一旦原始信息被批改，生成的 MD5 值将会变得很不同
• 算法能将任意大小、格局的文字或文件进行加密从而产生 128 bit（16 字节）的散列值。如同人的指纹，不同文本的 MD5 值是不同的。
• 极其状况：就是不同的字符串的 MD5 值一样，这叫哈希碰撞。2009 年中科院就曾经实现了相应的碰撞算法，不过 MD5 利用依然很宽泛
• 个别不可破解，除非应用穷举法，难度仍旧很大

3）SHA 家族

• 是一个明码散列函数家族，是 FIPS 所认证的平安散列算法
• 和 MD5 相似，都是对文本进行散列，产生肯定长度的散列值

4）HMAC

—Hash Message Authentication Code，散列音讯甄别码

• 是一种通过特地计算形式之后产生的音讯认证码（MAC），应用明码散列函数，同时联合一个加密密钥。它能够用来保证数据的完整性，同时能够用来作某个音讯的身份验证。

1.2 对称加密

对称加密的意思就是信息收发都有雷同的一把钥匙，音讯的加密解密都用这进行

1）DES

• Data Encryption Standard，数据加密规范，速度较快，实用于加密大量数据的场合。

2）AES

• Advanced Encryption Standard，高级加密规范，是下一代的加密算法规范，速度快，安全级别高；

1.3 非对称加密

– 非对称加密算法是一种密钥的窃密办法。非对称加密算法须要两个密钥：公开密钥（publickey）和公有密钥（privatekey）。公开密钥与公有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的公有密钥能力解密；如果用公有密钥对数据进行加密，那么只有用对应的公开密钥能力解密。——-

1）RSA

• 名称来源于创造这个算法的三个人的姓氏组成，算法大抵内容就是对极大整数进行因式分解
• 这种算法十分牢靠，密钥越长，它就越难破解。依据曾经披露的文献，目前被破解的最长 RSA 密钥是 768 个二进制位。也就是说，长度超过 768 位的密钥，还无奈破解（至多没人公开发表）。因而能够认为，1024 位的 RSA 密钥根本平安，2048 位的密钥极其平安。

2）DSA

Digital Signature Algorithm，数字签名算法，是一种规范的 DSS（数字签名规范）；

3）ECC

• Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线明码编码学。
• 一种建设公开密钥加密的算法，基于椭圆曲线数学。
• ECC 的次要劣势是在某些状况下它比其余的办法应用更小的密钥——比方 RSA 加密算法——提供相当的或更高等级的平安。ECC 的另一个劣势是能够定义群之间的双线性映射，基于 Weil 对或是 Tate 对；双线性映射曾经在密码学中发现了大量的利用，例如基于身份的加密。不过一个毛病是加密和解密操作的实现比其余机制破费的工夫长。

2. 算法实现（java）

Base64

public static void main(String[] args) {
    try {
        // 编码
        String encode = Base64.getEncoder().encodeToString("son".getBytes("UTF-8"));
        System.out.println(encode);  // c29u
        // 解码
        byte[] decode = Base64.getDecoder().decode("c29u");
        System.out.println(new String(decode, "UTF-8"));  // 周杰伦
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {e.printStackTrace();
    }
}

MD5 和 SHA 家族

public static void main(String[] args){
    String content = "you are my son";
 try {byte[] a;
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
        a = messageDigest.digest(content.getBytes());
        System.out.println(byte2hex(a)); // 333a9634d8809b5a9e8d280d82553b8fd8d4a911

        messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        a = messageDigest.digest(content.getBytes());
        System.out.println(byte2hex(a)); // cdb2c97079d9a1943eea98de4201f5c4f49ecda5af2b364e1c7a5d1ae89688eb

        messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
        a = messageDigest.digest(content.getBytes());
        System.out.println(byte2hex(a)); // 6fe6b9a8f8bd29f4f4f1368a0619a7ae

        // 第三方 MD5 算法。须要增加 jar 包 org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils
        String encodeStr=DigestUtils.md5Hex(content);
        System.out.println(encodeStr); // 6fe6b9a8f8bd29f4f4f1368a0619a7ae

    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {e.printStackTrace();
    }
}


public static String byte2hex(byte[] b) // 二进制转字符串
{
    String hs = "";
    String stmp = "";
    for (int n = 0; n < b.length; n++) {stmp = (java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
        if (stmp.length() == 1) {hs = hs + "0" + stmp;} else {hs = hs + stmp;}
    }
    return hs;~~~~
}

总结

• 当初的加密算法大部分状况下是为了验证数据的一致性，例如传递一些参数组的时候，简略的会应用 BASE64 或 MD5 进行加密生成一个签名。简单点就是 BASE64 编码之后再用 对称密钥再加密一次，达到比拟不容易被人篡改的目标
• 对于一些领取场景，个别应用 非对称加密算法 实现，这样的场景须要的安全性更高。
• 其它博客参考~~~~