spring项目中使用MD5加密方式

2021-01-22 16:13

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标签：sre lse 碰撞进制 ide rac 统计 algo 相同

百度百科中这样解释到MD5加密：

MD5信息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。MD5由美国密码学家罗纳德·李维斯特（Ronald Linn Rivest）设计，于1992年公开，用以取代MD4算法。这套算法的程序在 RFC 1321 标准中被加以规范。1996年后该算法被证实存在弱点，可以被加以破解，对于需要高度安全性的数据，专家一般建议改用其他算法，如SHA-2。2004年，证实MD5算法无法防止碰撞（collision），因此不适用于安全性认证，如SSL公开密钥认证或是数字签名等用途

说起到MD5加密方式，我们先来了解下HASH算法：

哈希算法（Hash）又称摘要算法（Digest），它的作用是：对任意一组输入数据进行计算，得到一个固定长度的输出摘要

哈希算法最重要的特点就是：

相同的输入一定得到相同的输出；
不同的输入大概率得到不同的输出。

哈希算法的目的就是为了验证原始数据是否被篡改。

Java字符串的hashCode()就是一个哈希算法，它的输入是任意字符串，输出是固定的4字节int整数：

"hello".hashCode(); // 0x5e918d2
"hello, java".hashCode(); // 0x7a9d88e8
"hello, bob".hashCode(); // 0xa0dbae2f

两个相同的字符串永远会计算出相同的hashCode，否则基于hashCode定位的HashMap就无法正常工作。这也是为什么当我们自定义一个class时，覆写equals()方法时我们必须正确覆写hashCode()方法。

哈希碰撞：

哈希碰撞是指，两个不同的输入得到了相同的输出：

"AaAaAa".hashCode(); // 0x7460e8c0
"BBAaBB".hashCode(); // 0x7460e8c0

那么有人会问哈希碰撞是否可以避免？答案是否定的。碰撞是一定会出现的，因为输出的字节长度是固定的，String的hashCode()输出是4字节整数，最多只有4294967296种输出，但输入的数据长度是不固定的，有无数种输入。所以，哈希算法是把一个无限的输入集合映射到一个有限的输出集合，必然会产生碰撞。

碰撞不可怕，我们担心的不是碰撞，而是碰撞的概率，因为碰撞概率的高低关系到哈希算法的安全性。一个安全的哈希算法必须满足：

碰撞概率低；
不能猜测输出。

不能猜测输出是指，输入的任意一个bit的变化会造成输出完全不同，这样就很难从输出反推输入（只能依靠暴力穷举）。假设一种哈希算法有如下规律：

hashA("java001") = "123456"
hashA("java002") = "123457"
hashA("java003") = "123458"

那么很容易从输出123459反推输入，这种哈希算法就不安全。安全的哈希算法从输出是看不出任何规律的：

hashB("java001") = "123456"
hashB("java002") = "580271"
hashB("java003") = ???

常用的哈希算法有：

算法	输出长度（位）	输出长度（字节）
MD5	128 bits	16 bytes
SHA-1	160 bits	20 bytes
RipeMD-160	160 bits	20 bytes
SHA-256	256 bits	32 bytes
SHA-512	512 bits	64 bytes

根据碰撞概率，哈希算法的输出长度越长，就越难产生碰撞，也就越安全。

Java标准库提供了常用的哈希算法，并且有一套统一的接口。我们以MD5算法为例，看看如何对输入计算哈希：

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建一个MessageDigest实例:
        MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
        // 反复调用update输入数据:
        md.update("Hello".getBytes("UTF-8"));
        md.update("World".getBytes("UTF-8"));
        byte[] result = md.digest(); // 16 bytes: 68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6
        System.out.println(new BigInteger(1, result).toString(16));
    }
}

用MessageDigest时，我们首先根据哈希算法获取一个MessageDigest实例，然后，反复调用update(byte[])输入数据。当输入结束后，调用digest()方法获得byte[]数组表示的摘要，最后，把它转换为十六进制的字符串。

运行上述代码，可以得到输入HelloWorld的MD5是68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6。

哈希算法的另一个重要用途是存储用户口令。如果直接将用户的原始口令存放到数据库中，会产生极大的安全风险：

数据库管理员能够看到用户明文口令；
数据库数据一旦泄漏，黑客即可获取用户明文口令。

不存储用户的原始口令，那么如何对用户进行认证？

方法是存储用户口令的哈希，例如，MD5。

在用户输入原始口令后，系统计算用户输入的原始口令的MD5并与数据库存储的MD5对比，如果一致，说明口令正确，否则，口令错误。

因此，数据库存储用户名和口令的表内容应该像下面这样：

username	password
bob	f30aa7a662c728b7407c54ae6bfd27d1
alice	25d55ad283aa400af464c76d713c07ad
tim	bed128365216c019988915ed3add75fb

这样一来，数据库管理员看不到用户的原始口令。即使数据库泄漏，黑客也无法拿到用户的原始口令。想要拿到用户的原始口令，必须用暴力穷举的方法，一个口令一个口令地试，直到某个口令计算的MD5恰好等于指定值。使用哈希口令时，还要注意防止彩虹表攻击。

在了解了Hash算法后我们再次回到MD5算法加密

在spring中是自带了MD5加密的工具类的：

在项目中搜索DigestUtils

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package org.springframework.util;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public abstract class DigestUtils {
    private static final String MD5_ALGORITHM_NAME = "MD5";
    private static final char[] HEX_CHARS = new char[]{‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘, ‘e‘, ‘f‘};

    public DigestUtils() {
    }

    public static byte[] md5Digest(byte[] bytes) {
        return digest("MD5", bytes);
    }

    public static byte[] md5Digest(InputStream inputStream) throws IOException {
        return digest("MD5", inputStream);
    }

    public static String md5DigestAsHex(byte[] bytes) {
        return digestAsHexString("MD5", bytes);
    }

    public static String md5DigestAsHex(InputStream inputStream) throws IOException {
        return digestAsHexString("MD5", inputStream);
    }

    public static StringBuilder appendMd5DigestAsHex(byte[] bytes, StringBuilder builder) {
        return appendDigestAsHex("MD5", bytes, builder);
    }

    public static StringBuilder appendMd5DigestAsHex(InputStream inputStream, StringBuilder builder) throws IOException {
        return appendDigestAsHex("MD5", inputStream, builder);
    }

    private static MessageDigest getDigest(String algorithm) {
        try {
            return MessageDigest.getInstance(algorithm);
        } catch (NoSuchAlgorithmException var2) {
            throw new IllegalStateException("Could not find MessageDigest with algorithm \"" + algorithm + "\"", var2);
        }
    }

    private static byte[] digest(String algorithm, byte[] bytes) {
        return getDigest(algorithm).digest(bytes);
    }

    private static byte[] digest(String algorithm, InputStream inputStream) throws IOException {
        MessageDigest messageDigest = getDigest(algorithm);
        if (inputStream instanceof UpdateMessageDigestInputStream) {
            ((UpdateMessageDigestInputStream)inputStream).updateMessageDigest(messageDigest);
            return messageDigest.digest();
        } else {
            byte[] buffer = new byte[4096];
            boolean var4 = true;

            int bytesRead;
            while((bytesRead = inputStream.read(buffer)) != -1) {
                messageDigest.update(buffer, 0, bytesRead);
            }

            return messageDigest.digest();
        }
    }

    private static String digestAsHexString(String algorithm, byte[] bytes) {
        char[] hexDigest = digestAsHexChars(algorithm, bytes);
        return new String(hexDigest);
    }

    private static String digestAsHexString(String algorithm, InputStream inputStream) throws IOException {
        char[] hexDigest = digestAsHexChars(algorithm, inputStream);
        return new String(hexDigest);
    }

    private static StringBuilder appendDigestAsHex(String algorithm, byte[] bytes, StringBuilder builder) {
        char[] hexDigest = digestAsHexChars(algorithm, bytes);
        return builder.append(hexDigest);
    }

    private static StringBuilder appendDigestAsHex(String algorithm, InputStream inputStream, StringBuilder builder) throws IOException {
        char[] hexDigest = digestAsHexChars(algorithm, inputStream);
        return builder.append(hexDigest);
    }

    private static char[] digestAsHexChars(String algorithm, byte[] bytes) {
        byte[] digest = digest(algorithm, bytes);
        return encodeHex(digest);
    }

    private static char[] digestAsHexChars(String algorithm, InputStream inputStream) throws IOException {
        byte[] digest = digest(algorithm, inputStream);
        return encodeHex(digest);
    }

    private static char[] encodeHex(byte[] bytes) {
        char[] chars = new char[32];

        for(int i = 0; i >> 4 & 15];
            chars[i + 1] = HEX_CHARS[b & 15];
        }

        return chars;
    }
}

以上为源代码，看到有个静态final的常量MD5_ALGORITHM_NAME和许多静态方法

常用的是其中的md5DigestAsHex方法，它是个静态方法；

例如密码是123456，要获得其加密后的密码：
DigestUtils.md5DigestAsHex("123456");

为了使得产生更独特的结果，常常在密码之前后之后加上“盐”；

String slat = "luan_ma";
DigestUtils.md5DigestAsHex("123456" + slat);

以下是在一个项目中用到md5加密的方法：

//获取当前时间和证书
    public Map getTime() {
        Map map = new HashMap();
        String nowDate = DateUtil.format(new Date(), DateUtil.DATE_TIME_PATTERN);
        String date = nowDate.substring(0, 10);
        String time = nowDate.substring(11);
        String certificationKey = key + date + time;
        String md5Password = DigestUtils.md5DigestAsHex(certificationKey.getBytes());
        map.put("md5Password", md5Password);
        map.put("time", time);
        return map;
    }

这样就对传递的参数按照规定的方式进行了md5加密

参考原文：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1304227729113121

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原文地址：https://www.cnblogs.com/zhukf/p/12887556.html

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