互联网并发与安全系列教程(12) - 信息加密技术(单向散列加密)

简介: 互联网并发与安全系列教程(12) - 信息加密技术(单向散列加密)

1. 简介

散列是信息的提炼,通常其长度要比信息小得多,且为一个固定长度。加密性强的散列一定是不可逆的,这就意味着通过散列结果,无法推出任何部分的原始信息。任何输入信息的变化,哪怕仅一位,都将导致散列结果的明显变化,这称之为“雪崩效应”。散列还应该是防冲突的,即找不出具有相同散列结果的两条信息。具有这些特性的散列结果就可以用于验证信息是否被修改。

单向散列函数一般用于产生消息摘要,密钥加密等,常见的有:

  • MD5(Message Digest Algorithm 5) :是RSA数据安全公司开发的一种单向散列算法,非可逆,相同的明文产生相同的密文。
  • SHA(Secure Hash Algorithm):可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值;

SHA-1与MD5的比较:

因为二者均由MD4导出,SHA-1和MD5彼此很相似。相应的,他们的强度和其他特性也是相似,但还有以下几点不同:

  1. 对强行供给的安全性:最显著和最重要的区别是SHA-1摘要比MD5摘要长32 位。使用强行技术,产生任何一个报文使其摘要等于给定报摘要的难度对MD5是2128数量级的操作,而对SHA-1则是2160数量级的操作。这样,SHA-1对强行攻击有更大的强度。
  2. 对密码分析的安全性:由于MD5的设计,易受密码分析的攻击,SHA-1显得不易受这样的攻击。
  3. 速度:在相同的硬件上,SHA-1的运行速度比MD5慢。

About单项散列加密:

  • 特征:雪崩效应、定长输出和不可逆。
  • 作用:确保数据的完整性。
  • 加密算法:md5(标准密钥长度128位)、sha1(标准密钥长度160位)、md4、CRC-32。
  • 加密工具:md5sum、sha1sum、openssl dgst。
  • 计算某个文件的hash值,例如:md5sum/shalsum FileName,openssl dgst –md5/-sha

2. MD5加密

可以在线MD5加密:http://www.cmd5.com/

使用Java可以进行MD5加密,一般采用MD5加盐的方式:

一般使用的加盐:

MD5 (Password+UserName),即将用户名和密码字符串相加再MD5,这样的MD5摘要基本上不可反查。有时候用户名可能会发生变化,发生变化后密码即不可用了(验证密码实际上就是再次计算摘要的过程)。

因此我们做了一个非常简单的加盐算法,每次保存密码到数据库时,都生成一个随机16位数字,将这16位数字和密码相加再求MD5摘要,然后在摘要中再将这16位数字按规则掺入形成一个48位的字符串。

在验证密码时再从48位字符串中按规则提取16位数字,和用户输入的密码相加再MD5。按照这种方法形成的结果肯定是不可直接反查的,且同一个密码每次保存时形成的摘要也都是不同的。

代码如下:

/**
 * MD5加盐加密
 */
public class PasswordUtil {
  /**
   * 生成含有随机盐的密码
   */
  public static String generate(String password) {
    Random r = new Random();
    StringBuilder sb = new StringBuilder(16);
    sb.append(r.nextInt(99999999)).append(r.nextInt(99999999));
    int len = sb.length();
    if (len < 16) {
      for (int i = 0; i < 16 - len; i++) {
        sb.append("0");
      }
    }
    String salt = sb.toString();
    password = md5Hex(password + salt);
    char[] cs = new char[48];
    for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
      cs[i] = password.charAt(i / 3 * 2);
      char c = salt.charAt(i / 3);
      cs[i + 1] = c;
      cs[i + 2] = password.charAt(i / 3 * 2 + 1);
    }
    return new String(cs);
  }
  /**
   * 校验密码是否正确
   */
  public static boolean verify(String password, String md5) {
    char[] cs1 = new char[32];
    char[] cs2 = new char[16];
    for (int i = 0; i < 48; i += 3) {
      cs1[i / 3 * 2] = md5.charAt(i);
      cs1[i / 3 * 2 + 1] = md5.charAt(i + 2);
      cs2[i / 3] = md5.charAt(i + 1);
    }
    String salt = new String(cs2);
    return md5Hex(password + salt).equals(new String(cs1));
  }
  /**
   * 获取十六进制字符串形式的MD5摘要
   */
  public static String md5Hex(String src) {
    try {
      MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
      byte[] bs = md5.digest(src.getBytes());
      return new String(new Hex().encode(bs));
    } catch (Exception e) {
      return null;
    }
  }
  public static void main(String[] args) {
    // 加密+加盐
    String password1 = generate("admin");
    System.out.println("结果:" + password1 + "   长度:" + password1.length());
    // 解码
    System.out.println(verify("admin", password1));
    // 加密+加盐
    String password2 = generate("admin");
    System.out.println("结果:" + password2 + "   长度:" + password2.length());
    // 解码
    System.out.println(verify("admin", password2));
  }
}


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