Java實現(xiàn)MD5加密的四種方式

更新時間：2025年03月18日 11:14:57 作者：思靜魚

MD5是一種廣泛使用的哈希算法,其輸出結(jié)果是一個128位的二進制數(shù),通常以32位十六進制數(shù)的形式表示,MD5 的底層實現(xiàn)涉及多個復雜的步驟和算法,本文給大家介紹了Java實現(xiàn)MD5加密的四種方式,需要的朋友可以參考下

MD5介紹

MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一種廣泛使用的哈希算法，其輸出結(jié)果是一個128位的二進制數(shù)，通常以32位十六進制數(shù)的形式表示。因此，MD5的輸出結(jié)果可以表示為一個32位的字符串。

MD5算法常用于數(shù)據(jù)完整性驗證、密碼加密等場景，通常將輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過MD5處理后，得到一個32位的摘要（digest），該摘要作為數(shù)據(jù)的唯一表示，可以用于驗證數(shù)據(jù)的完整性或作為密碼的加密存儲。需要注意的是，由于MD5算法本身存在安全性問題，已經(jīng)不再推薦用于密碼加密等安全場景，而應該使用更加安全的算法，如SHA-2、bcrypt等。

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一種哈希函數(shù)，而不是對稱加密算法。MD5 用于產(chǎn)生一個稱為消息摘要（Message Digest）的固定大小的哈希值，通常是 128 位。MD5 不是加密算法，因為哈希值是不可逆的，即無法從哈希值還原出原始數(shù)據(jù)。

對稱加密算法是一種使用相同密鑰進行加密和解密的算法，例如 DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）等。與對稱加密不同，哈希函數(shù)通常是單向的，只能從原始數(shù)據(jù)計算出哈希值，而無法從哈希值還原出原始數(shù)據(jù)。

安全性：MD5 已經(jīng)被認為不再安全，因為它容易受到碰撞攻擊。對于需要安全性的應用（如密碼存儲），建議使用更強的散列算法（如 SHA-256）和適當?shù)陌踩珜嵺`（如加鹽）。

性能：雖然 MD5 在性能上表現(xiàn)良好，但現(xiàn)代安全需求通常需要更強的散列算法。

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一種廣泛使用的加密散列函數(shù)，主要用于生成數(shù)據(jù)的唯一摘要值（哈希值）。MD5 的底層實現(xiàn)涉及多個復雜的步驟和算法。以下是 MD5 的底層工作原理和關(guān)鍵概念：

基本概念
散列函數(shù)：MD5 是一種散列函數(shù)，用于將任意長度的輸入數(shù)據(jù)（消息）映射為固定長度的輸出（128 位，或 16 字節(jié)）的哈希值。
不可逆性：MD5 生成的哈希值理論上無法逆推出原始輸入數(shù)據(jù)。
固定長度：無論輸入數(shù)據(jù)的長度如何，MD5 總是生成一個 128 位的哈希值。
MD5 的步驟
MD5 的底層算法包括以下主要步驟：
初始化
MD5 使用四個 32 位的初始常量（A、B、C、D）作為計算的起始值：
( A = 0x67452301 )
( B = 0xEFCDAB89 )
( C = 0x98BADCFE )
( D = 0x10325476 )
這些常量用于初始化 MD5 的內(nèi)部狀態(tài)。
填充
將輸入數(shù)據(jù)填充到 512 位的倍數(shù)。填充過程包括：
填充位：在輸入數(shù)據(jù)的末尾添加一個 1 位的標志位，表示數(shù)據(jù)結(jié)束。
填充零：在標志位后添加零，直到數(shù)據(jù)長度接近 512 位。
附加長度：在數(shù)據(jù)末尾附加原始數(shù)據(jù)的長度（以位為單位），以 64 位表示。填充后的數(shù)據(jù)總長度為 512 位的倍數(shù)。
數(shù)據(jù)分塊
將填充后的數(shù)據(jù)分成 512 位的塊，每個塊被進一步分成 16 個 32 位的子塊（總共 64 個字節(jié)）。
處理每個數(shù)據(jù)塊
對于每個 512 位的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行以下步驟：
擴展：將 16 個 32 位子塊擴展為 64 個 32 位的子塊，使用非線性函數(shù)進行處理。
輪次：MD5 使用 64 輪的運算，每一輪使用不同的非線性函數(shù)（F、G、H、I）和常量（T[i]）。每輪的運算包括：
非線性函數(shù)：F(x, y, z)、G(x, y, z)、H(x, y, z)、I(x, y, z)
常量：T[i] 是一組預定義的常量，與輸入數(shù)據(jù)和輪次相關(guān)。
位運算：使用位移和按位與、或、異或等運算來更新內(nèi)部狀態(tài)（A、B、C、D）。
數(shù)據(jù)混合：將數(shù)據(jù)塊與當前的內(nèi)部狀態(tài)進行混合。
輸出
將最后一個數(shù)據(jù)塊的處理結(jié)果（A、B、C、D）連接起來，生成 128 位（16 字節(jié)）的哈希值。
MD5 算法的詳細步驟
填充：
在原始消息末尾添加 1 位的 1。
添加足夠的 0，使得消息長度（包括填充的部分）為 448 位（512 位的前 448 位），即還需填充 0 到 64 位數(shù)據(jù)塊的長度。
添加 64 位的消息長度，作為填充的最后部分，確保最終消息長度為 512 位的倍數(shù)。
初始化變量：
初始化 A、B、C、D 為常量值。
處理數(shù)據(jù)塊：
將每個數(shù)據(jù)塊分成 16 個 32 位的子塊，使用特定的非線性函數(shù)和常量進行處理。
進行 64 輪的運算，更新 A、B、C、D 的值。
輸出結(jié)果：
將 A、B、C、D 的最終值轉(zhuǎn)換為 128 位的哈希值，通常以 16 進制表示。
MD5 的應用
數(shù)據(jù)完整性檢查：通過比較文件的 MD5 哈希值，可以檢測文件是否被篡改。
密碼存儲：在數(shù)據(jù)庫中存儲密碼的 MD5 哈希值，而不是明文密碼（注意：不建議僅使用 MD5 存儲密碼，因為它已被證明不夠安全）。
安全性
雖然 MD5 曾被廣泛使用，但由于其安全性問題，如碰撞攻擊（即不同的輸入可以產(chǎn)生相同的哈希值），它已不再被認為是安全的。對于需要更高安全性的應用，建議使用更強的哈希函數(shù)，如 SHA-256 或 SHA-3。
總結(jié)
MD5 是一種將輸入數(shù)據(jù)映射到固定長度哈希值的散列函數(shù)。其底層實現(xiàn)包括數(shù)據(jù)填充、分塊、處理和最終輸出四個主要步驟。盡管 MD5 在許多應用中曾被廣泛使用，但由于安全性問題，現(xiàn)如今建議使用更安全的哈希算法。

Java 中實現(xiàn) MD5 加密方式

這三種方法都能有效地生成 MD5 哈希。選擇適合你項目需求的方式，如果已經(jīng)使用了 Apache Commons Codec 或 Guava，可以直接利用它們的功能；如果只是簡單的 MD5 加密需求，使用 MessageDigest 是最直接的方法。
在 Java 中實現(xiàn) MD5 加密可以通過多種方式。

方法一：使用 MessageDigest

這是最基本的方式，使用 Java 內(nèi)置的 MessageDigest 類。

示例代碼：

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class MD5UsingMessageDigest {
    public static String md5(String input) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            byte[] messageDigest = md.digest(input.getBytes());
            StringBuilder hexString = new StringBuilder();
            for (byte b : messageDigest) {
                String hex = Integer.toHexString(0xff & b);
                if (hex.length() == 1) {
                    hexString.append('0');
                }
                hexString.append(hex);
            }
            return hexString.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5(input));
    }
}

方法二：使用 Apache Commons Codec

Apache Commons Codec 是一個流行的庫，提供了便捷的工具類進行編碼和解碼。

示例代碼：

首先，確保在項目中添加 Apache Commons Codec 的依賴：

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>

    <artifactId>commons-codec</artifactId>

    <version>1.15</version> <!-- 檢查最新版本 -->
</dependency>

然后可以使用以下代碼：

import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;

public class MD5UsingCommonsCodec {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        String md5Hash = DigestUtils.md5Hex(input);
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5Hash);
    }
}

方法三：使用 Guava

Google 的 Guava 庫也提供了簡單的 MD5 加密功能。

示例代碼：

首先，確保在項目中添加 Guava 的依賴：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>

    <artifactId>guava</artifactId>

    <version>31.0.1-jre</version> <!-- 檢查最新版本 -->
</dependency>

然后可以使用以下代碼：

import com.google.common.hash.Hashing;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MD5UsingGuava {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        String md5Hash = Hashing.md5()
                .hashString(input, StandardCharsets.UTF_8)
                .toString();
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5Hash);
    }
}

方法四：SPRING核心包

import org.springframework.util.DigestUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HashController {

    @GetMapping("/md5")
    public String getMD5(@RequestParam String input) {
        return DigestUtils.md5DigestAsHex(input.getBytes());
    }
}

MD5Util

package com.maxvision.common.util;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.security.MessageDigest;

@Slf4j
public class MD5Util {
    private static String byteArrayToHexString(byte[] b) {
        StringBuilder resultSb = new StringBuilder();
        for (byte value : b) {
            resultSb.append(byteToHexString(value));
        }
        return resultSb.toString();
    }

    private static String byteToHexString(byte b) {
        int n = b;
        if (n < 0) {
            n += 256;
        }
        int d1 = n / 16;
        int d2 = n % 16;
        return HEX_DIGITS[d1] + HEX_DIGITS[d2];
    }

    /**
     * 用UTF8編碼進行MD5加密
     *
     * @param origin 原字符串
     * @return 加密后字符串
     */
    public static String md5Encode(String origin) {
        return md5Encode(origin, "UTF-8");
    }

    public static String md5Encode(String origin, String charsetname) {
        String resultString = null;
        try {
            resultString = origin;
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            if (charsetname == null || "".equals(charsetname)) {
                resultString = byteArrayToHexString(md.digest(resultString.getBytes()));
            } else {
                resultString = byteArrayToHexString(md.digest(resultString.getBytes(charsetname)));
            }
        } catch (Exception ignored) {
        }
        return resultString;
    }

    private static final String[] HEX_DIGITS = {"0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f"};
}

以上就是Java實現(xiàn)MD5加密的四種方式的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Java MD5加密的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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