Java 原生 Base64 编解码、Md5、SHA-1、SHA-256 加密摘要算法、AES、DES、RSA 加解密_base64的encode怎么确定结果是固定长度

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常用加密算法对比

Base64 编解码

MessageDigest 信息摘要

MD5 信息摘要算法

原生 AES、DES、RSA 加解密

国密算法加密、解密：SM2、SM3、SM4

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常用加密算法对比

Base64 编解码

1、BASE64 有自己的编码表，可编码，也可解码；解码后能得到源内容。

2、BASE64 编码的长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加。

3、比如登陆的密码单纯只用 BASE64 编码的话，是可以再解密复原的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再复原了。

4、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 编码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的。

5、BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码，都位于 sun.misc 包下。

6、Base64 编码要求把3个8位字节（3*8=24）转化为4个6位的字节（4*6=24），之后在6位的前面补两个0，形成8位一个字节的形式。 如果剩下的字符不足3个字节，则用0填充，输出字符使用'='，因此编码后输出的文本末尾可能会出现1或2个'='。为了保证所输出的编码为可读字符，Base64制定了一个编码表，以便进行统一转换。编码表的大小为2^6=64，这也是Base64名称的由来。

    /**
     * BASE64 编码
     * BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解解码；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加
     * 1、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 转码的话，是可以再解密的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，
     * 2、在某些不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的
     *
     * @param message 待编码的源数据
     * @return BASE64 编码后的字符串.
     */
    public static String base64Encode(String message) {
        String result = "";
        try {
            if (message == null || "".equals(message.trim())) {
                return result;
            }
            result = base64Encode(message.getBytes("UTF-8"));
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    /**
     * BASE64Encoder 编码，重载方法.
     *
     * @param message
     * @return
     */
    public static String base64Encode(byte[] message) {
        String result = "";
        if (message == null || message.length <= 0) {
            return result;
        }
        /** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/
        BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();
        result = base64Encoder.encode(message);
        return result;
    }
    /**
     * BASE64 解码
     * 1、BASE64 有自己的编码表，可编码，同时可解密；长度是不固定的，随着源字符串的增加而增加
     * 2、比如登陆的密码单纯只有 BASE64 的转码的话，是可以再解密返回的，但是用了 MD5 摘要之后则不能再返回了，
     * 3、在不方便使用中文的地方，可以通过 BASE64 转码成可见字符，需要中文时再解码回来即可，如 Cookie 中是不能存储中文的
     *
     * @param message 待解码的字符串，如果为空，则返回空字符串.
     * @return
     */
    public static String base64Decode(String message) {
        String result = "";
        try {
            if (message == null || "".equals(message.trim())) {
                return result;
            }
            /** BASE64Encoder 用于编码、BASE64Decoder 用于解码*/
            BASE64Decoder base64Decoder = new BASE64Decoder();
            byte[] decoderByte = base64Decoder.decodeBuffer(message);
            result = new String(decoderByte, "UTF-8");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    public static void main(String[] args) {
        String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";
        String encodeMsg = base64Encode(sourceMessage);
        String decodeMsg = base64Decode(encodeMsg);
 
        System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.Nice
        System.out.println("base64 编码后：" + encodeMsg);//base64 编码后：MTIzNDU25LiH6YeM6ZW/5Z+OXyYqJCMuTmljZQ==
        System.out.println("base64 解码后：" + decodeMsg);//base64 解码后(可以解码)：123456万里长城_&*$#.Nice
    }

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MessageDigest 信息摘要

1、java.security.MessageDigest 类为应用程序提供信息摘要算法，如 SHA-1、SHA-256、MD5。

2、信息摘要是安全的单向哈希函数，其信息大小是任意的，且输出为固定长度的哈希值，所以通常会结合 BAse64 编码一起使用，将哈希值转换为可视字符。如果直接使用 new String(byte[] bytes) 是会乱码的

3、摘要好比指纹，每个人都是唯一的，相同的源数据，摘要也一样，不同的数据，摘要则不一样。摘要只是源数据的局部，所以想要解码回去恢复整个源数据是不行的，因为是不完整的。

    /**
     * 将任意字符通过 MD5 摘要 与 Base64 进行定长加密
     *
     * @param message   待加密字符
     * @param algorithm 信息生成摘要的算法，默认为  md5，可选值有  SHA-1、SHA-256、MD5
     * @return 加密后字符
     */
    public static String digestEncryption(String message, String algorithm) {
        String result = "";
        try {
            algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;
            //指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
            byte[] md5Byte = messageDigest.digest(message.getBytes());
            //使用 BASE64 进行定长编码
            BASE64Encoder base64Encoder = new BASE64Encoder();
            result = base64Encoder.encode(md5Byte);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    public static void main(String[] args) {
        String sourceMessage = "123456万里长城_&*$#.Nice";
        System.out.println("原字符：" + sourceMessage);//原字符：123456万里长城_&*$#.Nice
 
        String md5Msg = digestEncryption(sourceMessage, "md5");
        String sha1Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-1");
        String sha256Msg = digestEncryption(sourceMessage, "SHA-256");
        //md5 + base64 加密后：rIJQEL19bo+eV5p7qPLlDg==
        System.out.println("md5 + base64 加密后：" + md5Msg);
        //md5 + base64 加密后：UYg5qBdsuCdloFP+0CVPasziIEU=
        System.out.println("SHA-1 + base64 加密后：" + sha1Msg);
        //md5 + base64 加密后：dqTa6BTTvZ4zLF5WNAH5Cv660RxYMEIJlBRIGKdNXmM=
        System.out.println("SHA-256 + base64 加密后：" + sha256Msg);
    }

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4、除了上面使用 BASE64 将生成的摘要字节数组转换成可视字符串外，也可以使用将10进制字节数组转成 16 进制字符串的方式：16 进制转换在线源码：main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/DataTypeConvertUtils.java

MD5 信息摘要算法

1、压缩性：任意长度的数据，计算出来的 MD5 值都是固定的

2、容易计算: 从原数据计算出 MD5 值是非常方便的

3、抗修改性: 对原数据做任何改动，哪怕之修改1个字节，MD5 值都有很大区别

4、强抗碰撞: 已知原数据和其 MD5 值，想找到一个具有相同 MD5 值的数据（伪造数据）是非常困难的。

5、应用场景：文件一致性较验、数据签名、安全访问认证 等。

6、使用实例代码参考上面的 "MessageDigest 信息摘要"，下面演示对文件提取摘要：

Md5、SHA-1、SHA-256 摘要算法使用都是同理，都是通过 MessageDigest.getInstance(String algorithm) 指定.

    /**
     * 对文件提取摘要
     *
     * @param file      ：待提取摘要的文件
     * @param algorithm 生成摘要的算法，默认为  md5，可选值有  SHA-1、SHA-256、MD5
     * @return
     */
    public static String md5DigestByFile(File file, String algorithm) {
        String result = "";
        try {
            algorithm = algorithm == null ? "MD5" : algorithm;
            //构建文件输入流，然后获取文件通道。
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
            //FileChannel 用于读取，写入，映射和操作文件的通道。
            FileChannel fileChannel = fileInputStream.getChannel();
            /**
             * map(MapMode mode,long position, long size)：将此频道文件的区域直接映射到内存中。
             * position - 映射区域要启动的文件中的位置; 必须是非负的
             * size - 要映射的区域的大小; 必须是非负数，不得大于Integer.MAX_VALUE
             */
            MappedByteBuffer byteBuffer = fileChannel.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, file.length());
            //指定信息摘要算法提取摘要的哈希值. 哈希值字节数组，如果直接 new String(md5Byte) 是会乱码的
            MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
            //使用指定的 ByteBuffer 更新摘要.
            messageDigest.update(byteBuffer);
            //提取摘要，然后将十进制的字节数组转成 16 进制可视字符串.
            //通常在网上下载的资源，对方提供对照的 md5 码，或者 sha 码，也是使用 16 进制转换的.
            result = bytes2HexString(messageDigest.digest(), false);
            fileInputStream.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return result;
    }
    /**
     * 10 进制字节数组转 16 进制字符串（因为16进制中含有A-F，所以只能用字符串表示）
     * 对应上面的 hexString2Bytes 方法
     *
     * @param b           :待转换的10进制字节数组，如 new byte[]{69, 83, 67, 47, 86, 80, 46, 110, 101, 116, 16, 3, 0, 0, 0, 0};
     * @param isHaveBlank 转换的结果是否用空格隔开，true 时如 "45 5A 43 2F 56 00"，false 时如 "455A432F5600"
     * @return 转换好的 16进制字符串，如 "45 53 43 2F 56 50 2E 6E 65 74 10 03 00 00 00 00 "
     */
    private static String bytes2HexString(byte[] b, boolean isHaveBlank) {
        if (b == null || b.length <= 0) {
            System.out.println("bytes2HexString 参数错误，放弃转换.");
            return null;
        }
        StringBuffer result = new StringBuffer();
        String hex;
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                hex = '0' + hex;
            }
            if (isHaveBlank) {
                result.append(hex.toUpperCase() + " ");
            } else {
                result.append(hex.toUpperCase());
            }
        }
        return result.toString();
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Md5EncodeUtils().test2();
    }
    public void test2() {
        File file = new File("C:\\Users\\Think\\Downloads\\commons-io-2.6-bin.tar.gz");
        String fileMd5Digest = md5DigestByFile(file, "SHA-256");
        System.out.println("fileMd5Digest: " + fileMd5Digest.toLowerCase());
    }

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验证很简单，随便去 Apache 上下载一个资源，比如：Commons IO – Download Apache Commons IO

然后使用代码对它进行提取摘要，最后和 apache 提供的进行对比即可。

原生 AES、DES、RSA 加解密

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src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/DesUtil.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com。

src/main/java/com/wmx/thymeleafapp/utils/ReaUtil.java · 汪少棠/thymeleafapp - Gitee.com。

国密算法加密、解密：SM2、SM3、SM4

https://blog.csdn.net/wangmx1993328/article/details/108888130。