消息摘要（数字摘要）的理解

2023-11-25 12:46| 来源: 网络整理| 查看: 265

Java 密码技术 - 02- 消息摘要（数字摘要）

在开发过程中经常会遇到 MD5、SHA1、SHA256 等词语，这些是加密算法吗？严格意义上讲，这些并不是加密算法，而是消息摘要算法。咱就用人听得懂的话来聊聊“消息摘要”。

1 消息摘要简介

在现实生活中，我们每个人都有指纹，指纹在一定意义是警方破案的有力证据之一。每个人的指纹与生俱来，李四无法盗用张三的指纹，张三也没法篡改自己的指纹。

消息摘要也是如此。消息 —— 无论是任何类型的消息，在计算机中本质上就是数据，一堆二进制 bit 组成的数据，这些数据按照某种规则计算以后的结果是固定的。如果数据发生改变，则计算出来的结果就会变化，这个计算出来的结果就是消息摘要。

张三给李四发送一条消息，并且携带这条消息的消息摘要。李四收到消息时，按照相同的计算规则计算得到计算结果，将这个计算结果与张三发送消息时携带的消息摘要进行对比。如果在消息传输过程中，消息被劫持者篡改了内容，那么计算结果与携带的消息摘要的值便不相等，从而可以判断出消息被篡改了。

所以消息摘要，是一种验证数据完整性的算法，是对付信息面临被篡改威胁的策略之一。

1.1 消息摘要的概念

消息摘要：Message Digest，又称为数字摘要（Digital Digest），要高大上还可以将其叫为：单向散列函数（one-way hash function）、哈希函数、杂凑函数等。消息摘要是一个唯一对应一个消息的固定长度的值，由一个单向哈希加密函数对消息进行计算而得到。通俗点说，无论是什么消息、无论什么时间、什么地点，只要采用同样的计算规则（算法），得到的结果都是一样的；并且无论消息长还是短，同一个算法计算得到的长度都是固定的。

1.2 消息摘要的特点

从上面的描述可以看出消息摘要的特点：

1）只要消息不同，对其摘要后产生的结果也不同； 2）相同的消息一定会得到相同的结果； 3）无论消息的长短，计算出来的消息摘要长度是固定的；例如： MD5 摘要后的长度为 128 个bit； SHA-1 摘要后的长度为 160 个bit； 4）消息摘要算法是单向的，不可逆。

1.3 常见的消息摘要算法

常见的消息摘要算法有： MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-512，其他还有 MD4、SHA-2、SHA-224、SHA-384 等。

2 Java 实现 2.1 MessageDigest 类

Java 中提供了 java.security.MessageDigest 类来实现数字摘要：

首先通过 getInstance 获取实例，入参为摘要算法，即 MD5、SHA-1 之类的；调用实例的 digest 方法获取摘要（结果为byte[]）；由于摘要后的结果为 byte[]，不方便阅读，可封装一个十六进制的工具类： public class HexUtils { /** * 十六进制字符串转 byte[] */ public static byte[] toBytes(String hex) { if (hex == null || hex.length() < 1) { return null; } else { byte[] result = new byte[hex.length() / 2]; int j = 0; for (int i = 0; i < hex.length(); i += 2) { result[j++] = (byte) Integer.parseInt(hex.substring(i, i + 2), 16); } return result; } } /** * byte[] 转十六进制字符串 */ public static String toHex(byte[] bytes) { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(""); if (bytes == null || bytes.length

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