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Java實現(xiàn)SHA-256加密算法的完全解析

更新時間：2023年02月07日 09:58:03 作者：全村最野的狗

SHA-256是一種散列（哈希）算法，用于將任意長度的數(shù)據(jù)映射為固定長度的散列值，以保證數(shù)據(jù)完整性。本文將為大家介紹一下SHA-256加密算法的原理與實現(xiàn)，希望對大家有所幫助

實現(xiàn)原理

SHA-256是一種散列算法，它的實現(xiàn)原理是對任意長度的數(shù)據(jù)進行多次變換和壓縮，從而生成固定長度的散列值。具體來說，SHA-256算法執(zhí)行如下步驟：

對輸入數(shù)據(jù)進行分組：將任意長度的輸入數(shù)據(jù)分為512位（64字節(jié)）的多個塊，如果不足512位，則使用填充字符填充到512位。
初始化哈希值：使用一組固定的哈希值，作為算法的初始狀態(tài)。
處理數(shù)據(jù)塊：對每個數(shù)據(jù)塊執(zhí)行哈希運算，并用結(jié)果更新當(dāng)前的哈希值。
生成散列值：最終的哈希值就是散列值，它代表了原始輸入數(shù)據(jù)的散列值。

SHA-256算法的實現(xiàn)包括多次的哈希運算、循環(huán)、邏輯操作等，其中包含了復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是整體原理是將任意長度的數(shù)據(jù)映射為固定長度的散列值，以保證數(shù)據(jù)完整性。

應(yīng)用

比特幣中使用了SHA-256作為散列交易數(shù)據(jù)的哈希算法。它通過對交易數(shù)據(jù)進行散列，生成一個固定長度的數(shù)字簽名，以確保交易的完整性和真實性。SHA-256算法的安全性得到廣泛認可，在密碼學(xué)中廣泛使用，但其處理效率相對較低。

Java實現(xiàn)代碼

代碼流程:

創(chuàng)建MessageDigest實例，并使用"MD5"算法。
將需要加密的字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，并將其傳遞給update方法。
調(diào)用digest方法，該方法返回加密結(jié)果字節(jié)數(shù)組。
遍歷結(jié)果字節(jié)數(shù)組，將每個字節(jié)轉(zhuǎn)換為16進制字符串，并拼接在一起。

import java.security.MessageDigest;

public class Sha256Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String originalString = "Hello, World!";

        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
        messageDigest.update(originalString.getBytes());
        byte[] result = messageDigest.digest();

        StringBuilder hexString = new StringBuilder();
        for (byte b : result) {
            hexString.append(String.format("%02X", b));
        }

        System.out.println("Original String: " + originalString);
        System.out.println("SHA-256 Hash: " + hexString.toString().toLowerCase());
    }
}

知識點補充

除了SHA-256加密算法，小編還為大家整理了MD5加密算法的原理與實現(xiàn)，感興趣的可以了解一下

MD5加密是一種散列函數(shù)(不是加密函數(shù))，可以將任意長度的數(shù)據(jù)映射為固定長度的128位散列值。

MD5加密的主要用途包括：

數(shù)字簽名：可以用來驗證文件的完整性和真實性。
密碼存儲：用于將用戶的密碼存儲在數(shù)據(jù)庫中，為了保證密碼的安全性，通常將密碼進行加密。
數(shù)據(jù)校驗：用于檢查數(shù)據(jù)是否發(fā)生改變，例如下載的文件或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)字簽名和數(shù)據(jù)校驗本質(zhì)上是一樣的。

MD5加密的缺點：

不可逆性：MD5加密是不可逆的，即無法將散列值還原為原始數(shù)據(jù)。
碰撞攻擊：存在碰撞攻擊，即兩個不同的數(shù)據(jù)可能生成相同的散列值。
散列算法不安全：隨著計算機硬件的提高，MD5算法已經(jīng)不再安全，存在破解的風(fēng)險。

結(jié)論就是:盡管MD5加密仍然被廣泛使用，但安全性有限，不建議用于安全關(guān)鍵的場合。但是絕大多數(shù)情況下是適用的。

MD5加密的實現(xiàn)原理

只描述流程,具體實現(xiàn)過于復(fù)雜。

使用散列函數(shù)，對原始數(shù)據(jù)進行運算，生成一個固定長度的散列值。

初始化四個長度為32位的寄存器。
對原始數(shù)據(jù)進行分組，每組數(shù)據(jù)為512位。
對每組數(shù)據(jù)進行一系列運算，得到一個中間散列值。
將中間散列值更新到寄存器中。
對數(shù)據(jù)繼續(xù)進行分組，直到處理完所有數(shù)據(jù)。
對最終寄存器中的數(shù)值進行合并，得到一個128位的散列值。

Java 實現(xiàn)代碼

在Java中實現(xiàn)MD5加密可以使用java.security.MessageDigest類。

大概流程:

創(chuàng)建MessageDigest實例，并使用"MD5"算法。
將需要加密的字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，并將其傳遞給update方法。
調(diào)用digest方法，該方法返回加密結(jié)果字節(jié)數(shù)組。
遍歷結(jié)果字節(jié)數(shù)組，將每個字節(jié)轉(zhuǎn)換為16進制字符串，并拼接在一起。

import java.security.MessageDigest;

public class Md5Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String originalString = "Hello, World!";

        // 創(chuàng)建MessageDigest實例，并使用"MD5"算法。
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");
        // 將需要加密的字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，并將其傳遞給update方法。
        messageDigest.update(originalString.getBytes());
        // 調(diào)用digest方法，該方法返回加密結(jié)果字節(jié)數(shù)組。
        byte[] result = messageDigest.digest();

        // 遍歷結(jié)果字節(jié)數(shù)組，將每個字節(jié)轉(zhuǎn)換為16進制字符串，并拼接在一起。
        StringBuilder hexString = new StringBuilder();
        for (byte b : result) {
            hexString.append(String.format("%02X", b));
        }

        System.out.println("Original String: " + originalString);
        System.out.println("MD5 Hash: " + hexString.toString().toLowerCase());

        // Original String: Hello, World!
        // MD5 Hash: 65a8e27d8879283831b664bd8b7f0ad4
    }
}

到此這篇關(guān)于Java實現(xiàn)SHA-256加密算法的完全解析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java SHA-256加密算法內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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