1. MD5 加密算法

1.1 MD5 算法介紹

MD5 消息摘要算法，英文：MD5 Message-Digest Algorithm ，一種被廣泛使用的密碼散列函數(shù)，可以產(chǎn)生出一個(gè)128位（16字節(jié)）的散列值（hash value），用于確保信息傳輸完整一致。

MD5 是單向加密不可逆的，也就是常說(shuō)的非對(duì)稱(chēng)加密，常用于用戶密碼的加密，這樣即使密碼泄露也不知道對(duì)應(yīng)的明文信息，有效的保護(hù)系統(tǒng)和用戶的隱私信息。

MD5 算法產(chǎn)生的是一個(gè) 128 位的散列值，128 位是指的二進(jìn)制中的 128 位，具體占 16 字節(jié)（每個(gè)字節(jié)可以表示為 8 位二進(jìn)制數(shù)）。

MD5 加密最終會(huì)將 128 位數(shù)字轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制表示，每個(gè)字節(jié)（ 8 位）轉(zhuǎn)成 2 位十六進(jìn)制數(shù)，最終得到 32 個(gè)字符，其中每?jī)蓚€(gè)字符代表一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，因此最終 MD5 加密結(jié)果字符長(zhǎng)度為 32 位。

1.2 算法加鹽

由于 MD5 算法是單向的，不能被反向解析，但是可以通過(guò)正向加密后的字典表（Lookup 表和 Rainbow 表）對(duì)比的方式進(jìn)行暴力破解。

對(duì)于此種情況可以使用自定義偏移常量（鹽值）的方法來(lái)降低加密結(jié)果被破解的可能。

2. Java 中實(shí)現(xiàn) MD5 加密

2.1 JDK 提供的 MD5 算法

Java 中進(jìn)行 MD5 加密使用的是 JDk 中的 java.security 包中的 MessageDigest 類(lèi)，其中的 getInstance() 方法可以根據(jù)算法名稱(chēng)獲取對(duì)應(yīng)的算法實(shí)例。

// 獲取 MD5 算法實(shí)例對(duì)象
MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

2.2 字符串的 MD5 加密

根據(jù) JDK 提供的算法，可以對(duì)任意的字符內(nèi)容進(jìn)行 MD5 加密處理，加密處理的流程為：

• 獲取 MD5 算法實(shí)例

• 獲取需要加密的字符內(nèi)容對(duì)應(yīng)的的字節(jié)信息，可指定編碼方式

• 對(duì)得到的字節(jié)信息使用 MD5 算法處理，得到加密后的字節(jié)

• 將加密后的字節(jié)轉(zhuǎn)化為 16 進(jìn)制字符串

• 返回加密后的字符串信息

public static String md5(String data) {
    try {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        byte[] md5 = md.digest(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        
        // 將處理后的字節(jié)轉(zhuǎn)成 16 進(jìn)制，得到最終 32 個(gè)字符
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : md5) {            
             sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "";
}

• MessageDigest 類(lèi)可以獲取 MD5 實(shí)例

• md.digest() 計(jì)算字符串內(nèi)容的摘要，并得到計(jì)算后的 hash value

• StandardCharsets.UTF_8 用來(lái)指定計(jì)算時(shí)使用的編碼格式，如果不指定則會(huì)使用系統(tǒng)默認(rèn)編碼格式，系統(tǒng)之間不統(tǒng)一會(huì)造成中文亂碼

• sb.append(String.format(“%02x”, b)) 用于將字節(jié)信息轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制

最后，可以在 main 方法中驗(yàn)證 MD5 算法的有效性

public static void main(String[] args) {
    String password = "testPsd";
    String passwordMd5Str = md5(password);
    System.out.println("加密前: " + password);
    System.out.println("加密后: " + passwordMd5Str);
}

輸出結(jié)果為

加密前: testPsd
加密后: 52c165118aae94580335f628dc8b202b

2.3 加鹽處理

使用鹽值可以進(jìn)一步提升 MD5 加密算法安全性，降低破解風(fēng)險(xiǎn)。

public static String md5(String data) {
    try {
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");

        // 加鹽處理，需要將對(duì)應(yīng)的鹽記錄，用于驗(yàn)證密碼
        int randomNum = new SecureRandom().nextInt(1000);
        
        byte[] md5 = md.digest((data + randomNum).getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : md5) {
            //sb.append(Integer.toHexString(b & 0xff));
            // 字符串格式轉(zhuǎn)成 16 進(jìn)制
             sb.append(String.format("%02x", b));
        }
        return sb.toString();
    } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "";
}

2.4 文件的 MD5 值計(jì)算

MD5 算法除了用于對(duì)字符內(nèi)容進(jìn)行加密，還可以用來(lái)對(duì)文件進(jìn)行 MD5 校驗(yàn)。

文件進(jìn)行 MD5 校驗(yàn)即針對(duì)每個(gè)文件可以計(jì)算出一個(gè) MD5 值來(lái)作為該文件的唯一編碼，如果文件在傳輸過(guò)程中發(fā)生了修改，那么最終得到文件的 MD5 值會(huì)發(fā)生變化。

根據(jù)上述 MD5 校驗(yàn)方法可以驗(yàn)證文件的有效性，保證文件在傳輸過(guò)程中不會(huì)被篡改。

public static String md5ForFile(String filePath) {
    MessageDigest md = null;
    byte[] fileBytes = new byte[0];

    try {
        md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        fileBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(filePath));
    }catch (NoSuchAlgorithmException e) {
        e.printStackTrace();
    }catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    byte[] md5 = md.digest(fileBytes);
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (byte b : md5) {
        sb.append(String.format("%02x", b));
    }
    return sb.toString();
}

在 main 方法中驗(yàn)證 MD5 算法的有效性

public static void main(String[] args) {
    String filePath = "C:\桌面\test.jpg";
    String fileMd5Str = md5ForFile(filePath);
    System.out.println("加密后: " + fileMd5Str);
}

輸出結(jié)果為

加密后: 75f590a718ee6e8f65c0e7bf780a9e79

附：MD5用途

1.防止被篡改：

1）比如發(fā)送一個(gè)電子文檔，發(fā)送前，我先得到MD5的輸出結(jié)果a。然后在對(duì)方收到電子文檔后，對(duì)方也得到一個(gè)MD5的輸出結(jié)果b。如果a與b一樣就代表中途未被篡改。

2）比如我提供文件下載，為了防止不法分子在安裝程序中添加木馬，我可以在網(wǎng)站上公布由安裝文件得到的MD5輸出結(jié)果。

3）SVN在檢測(cè)文件是否在CheckOut后被修改過(guò)，也是用到了MD5.

2.防止直接看到明文：

現(xiàn)在很多網(wǎng)站在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)用戶的密碼的時(shí)候都是存儲(chǔ)用戶密碼的MD5值。這樣就算不法分子得到數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶密碼的MD5值，也無(wú)法知道用戶的密碼。（比如在UNIX系統(tǒng)中用戶的密碼就是以MD5（或其它類(lèi)似的算法）經(jīng)加密后存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中。當(dāng)用戶登錄的時(shí)候，系統(tǒng)把用戶輸入的密碼計(jì)算成MD5值，然后再去和保存在文件系統(tǒng)中的MD5值進(jìn)行比較，進(jìn)而確定輸入的密碼是否正確。通過(guò)這樣的步驟，系統(tǒng)在并不知道用戶密碼的明碼的情況下就可以確定用戶登錄系統(tǒng)的合法性。這不但可以避免用戶的密碼被具有系統(tǒng)管理員權(quán)限的用戶知道，而且還在一定程度上增加了密碼被破解的難度。）

3.防止抵賴（數(shù)字簽名）：

這需要一個(gè)第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)。例如A寫(xiě)了一個(gè)文件，認(rèn)證機(jī)構(gòu)對(duì)此文件用MD5算法產(chǎn)生摘要信息并做好記錄。若以后A說(shuō)這文件不是他寫(xiě)的，權(quán)威機(jī)構(gòu)只需對(duì)此文件重新產(chǎn)生摘要信息，然后跟記錄在冊(cè)的摘要信息進(jìn)行比對(duì)，相同的話，就證明是A寫(xiě)的了。這就是所謂的“數(shù)字簽名”。

MD5安全性

普遍認(rèn)為MD5是很安全，因?yàn)楸┝ζ平獾臅r(shí)間是一般人無(wú)法接受的。實(shí)際上如果把用戶的密碼MD5處理后再存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)，其實(shí)是很不安全的。因?yàn)橛脩舻拿艽a是比較短的，而且很多用戶的密碼都使用生日，手機(jī)號(hào)碼，身份證號(hào)碼，電話號(hào)碼等等。或者使用常用的一些吉利的數(shù)字，或者某個(gè)英文單詞。如果我把常用的密碼先MD5處理，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，然后再跟你的MD5結(jié)果匹配，這時(shí)我就有可能得到明文。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java實(shí)現(xiàn)MD5加密算法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java MD5加密算法內(nèi)容請(qǐng)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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