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Java中常用的加密與解密方法

加密,是以某種特殊的演算法改變原有的資訊資料,使得未授權的使用者即使獲得了已加密的資訊,但因不知解密的方法,仍然無法瞭解資訊的內容。大體上分為雙向加密和單向加密,而雙向加密又分為對稱加密和非對稱加密(有些資料將加密直接分為對稱加密和非對稱加密)。

雙向加密大體意思就是明文加密後形成密文,可以通過演算法還原成明文。而單向加密只是對資訊進行了摘要計算,不能通過演算法生成明文,單向加密從嚴格意思上說不能算是加密的一種,應該算是摘要演算法吧。具體區分可以參考:
(本人解釋不清呢 …… )
http://security.group.iteye.com/group/wiki/1710-one-way-encryption-algorithm

一、雙向加密

(一)、對稱加密

採用單鑰密碼系統的加密方法,同一個金鑰可以同時用作資訊的加密和解密,這種加密方法稱為對稱加密,也稱為單金鑰加密。
需要對加密和解密使用相同金鑰的加密演算法。由於其速度,對稱性加密通常在訊息傳送方需要加密大量資料時使用。對稱性加密也稱為金鑰加密。
所謂對稱,就是採用這種加密方法的雙方使用方式用同樣的金鑰進行加密和解密。金鑰是控制加密及解密過程的指令。

演算法是一組規則,規定如何進行加密和解密。因此對稱式加密本身不是安全的。   
常用的對稱加密有:DES、IDEA、RC2、RC4、SKIPJACK、RC5、AES演算法等

對稱加密一般java類中中定義成員

Java程式碼

//KeyGenerator 提供對稱金鑰生成器的功能,支援各種演算法
private KeyGenerator keygen;
//SecretKey 負責儲存對稱金鑰
private SecretKey deskey;
//Cipher負責完成加密或解密工作
private Cipher c;
//該位元組陣列負責儲存加密的結果
private byte[] cipherByte;

在建構函式中初始化

Java程式碼

Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
//例項化支援DES演算法的金鑰生成器(演算法名稱命名需按規定,否則丟擲異常)
keygen = KeyGenerator.getInstance("DES");//
//生成金鑰
deskey = keygen.generateKey();
//生成Cipher物件,指定其支援的DES演算法
c = Cipher.getInstance("DES");

1. DES演算法

DES演算法為密碼體制中的對稱密碼體制,又被成為美國資料加密標準,是1972年美國IBM公司研製的對稱密碼體制加密演算法。 明文按64位進行分組, 金鑰長64位,金鑰事實上是56位參與DES運算(第8、16、24、32、40、48、56、64位是校驗位, 使得每個金鑰都有奇數個1)分組後的明文組和56位的金鑰按位替代或交換的方法形成密文組的加密方法。

Java程式碼

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;

public class EncrypDES {
	
	//KeyGenerator 提供對稱金鑰生成器的功能,支援各種演算法
	private KeyGenerator keygen;
	//SecretKey 負責儲存對稱金鑰
	private SecretKey deskey;
	//Cipher負責完成加密或解密工作
	private Cipher c;
	//該位元組陣列負責儲存加密的結果
	private byte[] cipherByte;
	
	public EncrypDES() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		//例項化支援DES演算法的金鑰生成器(演算法名稱命名需按規定,否則丟擲異常)
		keygen = KeyGenerator.getInstance("DES");
		//生成金鑰
		deskey = keygen.generateKey();
		//生成Cipher物件,指定其支援的DES演算法
		c = Cipher.getInstance("DES");
	}
	
	/**
	 * 對字串加密
	 * 
	 * @param str
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,ENCRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
		byte[] src = str.getBytes();
		// 加密,結果儲存進cipherByte
		cipherByte = c.doFinal(src);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * 對字串解密
	 * 
	 * @param buff
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,DECRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
		cipherByte = c.doFinal(buff);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchPaddingException 
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 * @throws BadPaddingException 
	 * @throws IllegalBlockSizeException 
	 * @throws InvalidKeyException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		EncrypDES de1 = new EncrypDES();
		String msg ="郭XX-搞笑相聲全集";
		byte[] encontent = de1.Encrytor(msg);
		byte[] decontent = de1.Decryptor(encontent);
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("加密後:" + new String(encontent));
		System.out.println("解密後:" + new String(decontent));
	}

}

2. 3DES

 3DES又稱Triple DES,是DES加密演算法的一種模式,它使用3條56位的金鑰對3DES
資料進行三次加密。資料加密標準(DES)是美國的一種由來已久的加密標準,它使用對稱金鑰加密法,並於1981年被ANSI組織規範為ANSI X.3.92。DES使用56位金鑰和密碼塊的方法,而在密碼塊的方法中,文字被分成64位大小的文字塊然後再進行加密。比起最初的DES,3DES更為安全。   
3DES(即Triple DES)是DES向AES過渡的加密演算法(1999年,NIST將3-DES指定為過渡的加密標準),是DES的一個更安全的變形。它以DES為基本模組,通過組合分組方法設計出分組加密演算法,其具體實現如下:
設Ek()和Dk()代表DES演算法的加密和解密過程,K代表DES演算法使用的金鑰,P代表明文,C代表密文,
這樣,   
3DES加密過程為:C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))
3DES解密過程為:P=Dk1((EK2(Dk3(C)))

Java程式碼

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;

public class EncrypDES3 {

	// KeyGenerator 提供對稱金鑰生成器的功能,支援各種演算法
	private KeyGenerator keygen;
	// SecretKey 負責儲存對稱金鑰
	private SecretKey deskey;
	// Cipher負責完成加密或解密工作
	private Cipher c;
	// 該位元組陣列負責儲存加密的結果
	private byte[] cipherByte;

	public EncrypDES3() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException {
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		// 例項化支援DES演算法的金鑰生成器(演算法名稱命名需按規定,否則丟擲異常)
		keygen = KeyGenerator.getInstance("DESede");
		// 生成金鑰
		deskey = keygen.generateKey();
		// 生成Cipher物件,指定其支援的DES演算法
		c = Cipher.getInstance("DESede");
	}

	/**
	 * 對字串加密
	 * 
	 * @param str
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,ENCRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
		byte[] src = str.getBytes();
		// 加密,結果儲存進cipherByte
		cipherByte = c.doFinal(src);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * 對字串解密
	 * 
	 * @param buff
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,DECRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
		cipherByte = c.doFinal(buff);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchPaddingException 
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 * @throws BadPaddingException 
	 * @throws IllegalBlockSizeException 
	 * @throws InvalidKeyException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		EncrypDES3 des = new EncrypDES3();
		String msg ="郭XX-搞笑相聲全集";
		byte[] encontent = des.Encrytor(msg);
		byte[] decontent = des.Decryptor(encontent);
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("加密後:" + new String(encontent));
		System.out.println("解密後:" + new String(decontent));

	}

}

3. AES

AES密碼學中的高階加密標準(Advanced Encryption Standard,AES),又稱 高階加密標準
Rijndael加密法,是美國聯邦政府採用的一種區塊加密標準。這個標準用來替代原先的DES,已經被多方分析且廣為全世界所使用。經過五年的甄選流程,高階加密標準由美國國家標準與技術研究院(NIST)於2001年11月26日釋出於FIPS PUB 197,並在2002年5月26日成為有效的標準。2006年,高階加密標準已然成為對稱金鑰加密中最流行的演算法之一。   該演算法為比利時密碼學家Joan Daemen和Vincent Rijmen所設計,結合兩位作者的名字,以Rijndael之命名之,投稿高階加密標準的甄選流程。(Rijdael的發音近於 "Rhinedoll"。)

Java程式碼:

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.Security;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.SecretKey;

public class EncrypAES {
	
	//KeyGenerator 提供對稱金鑰生成器的功能,支援各種演算法
	private KeyGenerator keygen;
	//SecretKey 負責儲存對稱金鑰
	private SecretKey deskey;
	//Cipher負責完成加密或解密工作
	private Cipher c;
	//該位元組陣列負責儲存加密的結果
	private byte[] cipherByte;
	
	public EncrypAES() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException{
		Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
		//例項化支援DES演算法的金鑰生成器(演算法名稱命名需按規定,否則丟擲異常)
		keygen = KeyGenerator.getInstance("AES");
		//生成金鑰
		deskey = keygen.generateKey();
		//生成Cipher物件,指定其支援的DES演算法
		c = Cipher.getInstance("AES");
	}
	
	/**
	 * 對字串加密
	 * 
	 * @param str
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Encrytor(String str) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,ENCRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
		byte[] src = str.getBytes();
		// 加密,結果儲存進cipherByte
		cipherByte = c.doFinal(src);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * 對字串解密
	 * 
	 * @param buff
	 * @return
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	public byte[] Decryptor(byte[] buff) throws InvalidKeyException,
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		// 根據金鑰,對Cipher物件進行初始化,DECRYPT_MODE表示加密模式
		c.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
		cipherByte = c.doFinal(buff);
		return cipherByte;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchPaddingException 
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 * @throws BadPaddingException 
	 * @throws IllegalBlockSizeException 
	 * @throws InvalidKeyException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		EncrypAES de1 = new EncrypAES();
		String msg ="郭XX-搞笑相聲全集";
		byte[] encontent = de1.Encrytor(msg);
		byte[] decontent = de1.Decryptor(encontent);
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("加密後:" + new String(encontent));
		System.out.println("解密後:" + new String(decontent));
	}

}

(二)、非對稱加密

1976年,美國學者Dime和Henman為解決資訊公開傳送和金鑰管理問題,提出一種新的金鑰交換協議,允許在不安全的媒體上的通訊雙方交換資訊,安全地達成一致的金鑰,這就是“公開金鑰系統”。相對於“對稱加密演算法”這種方法也叫做“非對稱加密演算法”。 與對稱加密演算法不同,非對稱加密演算法需要兩個金鑰:公開金鑰(publickey)和私有金鑰 (privatekey)。公開金鑰與私有金鑰是一對,如果用公開金鑰對資料進行加密,只有用對應的私有金鑰才能解密;如果用私有金鑰對資料進行加密,那麼只有用對應的公開金鑰才能解密。因為加密和解密使用的是兩個不同的金鑰,所以這種演算法叫作非對稱加密演算法。

1. RSA 公鑰加密演算法

RSA 公鑰加密演算法是1977年由Ron Rivest、Adi Shamirh和LenAdleman在(美國麻省理工學院)開發的。RSA取名來自開發他們三者的名字。RSA是目前最有影響力的公鑰加密演算法,它能夠抵抗到目前為止已知的所有密碼攻擊,已被ISO推薦為公鑰資料加密標準。RSA演算法基於一個十分簡單的數論事實:將兩個大素數相乘十分容易,但那時想要對其乘積進行因式分解卻極其困難,因此可以將乘積公開作為加密金鑰。

Java程式碼:

import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

public class EncrypRSA {
	
	/**
	 * 加密
	 * @param publicKey
	 * @param srcBytes
	 * @return
	 * @throws NoSuchAlgorithmException
	 * @throws NoSuchPaddingException
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	protected byte[] encrypt(RSAPublicKey publicKey,byte[] srcBytes) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException{
		if(publicKey!=null){
			//Cipher負責完成加密或解密工作,基於RSA
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
			//根據公鑰,對Cipher物件進行初始化
			cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
			byte[] resultBytes = cipher.doFinal(srcBytes);
			return resultBytes;
		}
		return null;
	}
	
	/**
	 * 解密 
	 * @param privateKey
	 * @param srcBytes
	 * @return
	 * @throws NoSuchAlgorithmException
	 * @throws NoSuchPaddingException
	 * @throws InvalidKeyException
	 * @throws IllegalBlockSizeException
	 * @throws BadPaddingException
	 */
	protected byte[] decrypt(RSAPrivateKey privateKey,byte[] srcBytes) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException, InvalidKeyException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException{
		if(privateKey!=null){
			//Cipher負責完成加密或解密工作,基於RSA
			Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
			//根據公鑰,對Cipher物件進行初始化
			cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
			byte[] resultBytes = cipher.doFinal(srcBytes);
			return resultBytes;
		}
		return null;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 * @throws BadPaddingException 
	 * @throws IllegalBlockSizeException 
	 * @throws NoSuchPaddingException 
	 * @throws InvalidKeyException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		EncrypRSA rsa = new EncrypRSA();
		String msg = "郭XX-精品相聲";
		//KeyPairGenerator類用於生成公鑰和私鑰對,基於RSA演算法生成物件
		KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
		//初始化金鑰對生成器,金鑰大小為1024位
		keyPairGen.initialize(1024);
		//生成一個金鑰對,儲存在keyPair中
		KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
		//得到私鑰
		RSAPrivateKey privateKey = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();				
		//得到公鑰
		RSAPublicKey publicKey = (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();
		
		//用公鑰加密
		byte[] srcBytes = msg.getBytes();
		byte[] resultBytes = rsa.encrypt(publicKey, srcBytes);
		
		//用私鑰解密
		byte[] decBytes = rsa.decrypt(privateKey, resultBytes);
		
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("加密後是:" + new String(resultBytes));
		System.out.println("解密後是:" + new String(decBytes));
	}

}

2. DSA

Digital Signature Algorithm (DSA)是Schnorr和ElGamal簽名演算法的變種,被美國NIST作為DSS(DigitalSignature Standard)。(感覺有點複雜,沒有附程式碼)
詳見http://63938525.iteye.com/blog/1051565

(三)、題外話 MySQL加密解密函式

MySQL有兩個函式來支援這種型別的加密,分別叫做ENCODE()和DECODE()。
下面是一個簡單的例項:

Mysql程式碼

mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES ('joe',ENCODE('guessme','abr'));

Query OK, 1 row affected (0.14 sec)


其中,Joe的密碼是guessme,它通過金鑰abracadabra被加密。要注意的是,加密完的結果是一個二進位制字串,如下所示:

提示:雖然ENCODE()和DECODE()這兩個函式能夠滿足大多數的要求,但是有的時候您希望使用強度更高的加密手段。在這種情況下,您可以使用AES_ENCRYPT()和AES_DECRYPT()函式,它們的工作方式是相同的,但是加密強度更高。


單向加密與雙向加密不同,一旦資料被加密就沒有辦法顛倒這一過程。因此密碼的驗證包括對使用者輸入內容的重新加密,並將它與儲存的密文進行比對,看是否匹配。一種簡單的單向加密方式是MD5校驗碼。MySQL的MD5()函式會為您的資料建立一個“指紋”並將它儲存起來,供驗證測試使用。下面就是如何使用它的一個簡單例子:

Mysql程式碼:
mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES ('joe',MD5('guessme'));

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

或者,您考慮一下使用ENCRYPT()函式,它使用系統底層的crypt()系統呼叫來完成加密。這個函式有兩個引數:一個是要被加密的字串,另一個是雙(或者多)字元的“salt”。它然後會用salt加密字串;這個salt然後可以被用來再次加密使用者輸入的內容,並將它與先前加密的字串進行比對。下面一個例子說明了如何使用它:

Mysql程式碼:

mysql> INSERT INTO users (username,password) VALUES('joe', ENCRYPT('guessme','ab'));

Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

提示:ENCRYPT()只能用在UNIX、LINIX系統上,因為它需要用到底層的crypt()庫。

二、單向加密(資訊摘要)

Java一般需要獲取物件MessageDigest來實現單項加密(資訊摘要)。

1. MD5

MD5  即Message-Digest Algorithm 5(資訊-摘要演算法 5),用於確保資訊傳輸完整一致。是計算機廣泛使用的雜湊演算法之一(又譯摘要演算法、雜湊演算法),主流程式語言普遍已有MD5實現。將資料(如漢字)運算為另一固定長度值,是雜湊演算法的基礎原理,MD5的前身有MD2、MD3和MD4。MD5的作用是讓大容量資訊在用數字簽名軟體簽署私人金鑰前被"壓縮"成一種保密的格式(就是把一個任意長度的位元組串變換成一定長的十六進位制數字串)。
除了MD5以外,其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等

Java程式碼:

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

public class EncrypMD5 {
	
	public byte[] eccrypt(String info) throws NoSuchAlgorithmException{
		//根據MD5演算法生成MessageDigest物件
		MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");
		byte[] srcBytes = info.getBytes();
		//使用srcBytes更新摘要
		md5.update(srcBytes);
		//完成雜湊計算,得到result
		byte[] resultBytes = md5.digest();
		return resultBytes;
	}
	
	
	public static void main(String args[]) throws NoSuchAlgorithmException{
		String msg = "郭XX-精品相聲技術";
		EncrypMD5 md5 = new EncrypMD5();
		byte[] resultBytes = md5.eccrypt(msg);
		
		System.out.println("密文是:" + new String(resultBytes));
		System.out.println("明文是:" + msg);
	}

}

2. SHA 

SHA 是一種資料加密演算法,該演算法經過加密專家多年來的發展和改進已日益完善,現在已成為公認的最安全的雜湊演算法之一,並被廣泛使用。該演算法的思想是接收一段明文,然後以一種不可逆的方式將它轉換成一段(通常更小)密文,也可以簡單的理解為取一串輸入碼(稱為預對映或資訊),並把它們轉化為長度較短、位數固定的輸出序列即雜湊值(也稱為資訊摘要或資訊認證程式碼)的過程。雜湊函式值可以說時對明文的一種“指紋”或是“摘要”所以對雜湊值的數字簽名就可以視為對此明文的數字簽名。

Java程式碼:

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

public class EncrypSHA {
	
	public byte[] eccrypt(String info) throws NoSuchAlgorithmException{
		MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("SHA");
		byte[] srcBytes = info.getBytes();
		//使用srcBytes更新摘要
		md5.update(srcBytes);
		//完成雜湊計算,得到result
		byte[] resultBytes = md5.digest();
		return resultBytes;
	}

	/**
	 * @param args
	 * @throws NoSuchAlgorithmException 
	 */
	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {
		String msg = "郭XX-精品相聲技術";
		EncrypSHA sha = new EncrypSHA();
		byte[] resultBytes = sha.eccrypt(msg);
		System.out.println("明文是:" + msg);
		System.out.println("密文是:" + new String(resultBytes));
		
	}

}

附件中是以上幾種的原始碼,附帶額外的兩種使用方式。

增加一種關於檔案的雜湊演算法原始碼:

Java程式碼:

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.security.MessageDigest;

public class FileHashUtil {

	public static final char[] hexChar = { 
		    '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
	public static final String[] hashTypes = new String[] { "MD2", "MD5", "SHA1", "SHA-256", "SHA-384", "SHA-512" };
	
	public void MD5File(String fileName) throws Exception{
		//String fileName = args[0];
		System.out.println("需要獲取hash的檔案為: " + fileName);
		java.util.List<MessageDigest> mds = new java.util.ArrayList<MessageDigest>();
		for (String hashType : hashTypes) {
			MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(hashType);
			mds.add(md);
		}
		InputStream fis = null;
		try {
			fis = new FileInputStream(fileName);
			byte[] buffer = new byte[1024];
			int numRead = 0;
			while ((numRead = fis.read(buffer)) > 0) {
				for (MessageDigest md : mds) {
					md.update(buffer, 0, numRead);
				}
			}
		} catch (Exception ex) {
			ex.printStackTrace();
		} finally {
			if (fis != null) {
				fis.close();
			}
		}
		for (MessageDigest md : mds) {
			System.out.println(md.getAlgorithm() + " == " + toHexString(md.digest()));
		}
	}
	

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		String[] fileName = new String[] {"D:/hapfish/ShellFolder.java","D:/hapfish/ShellFolder - 副本.java",
				  "E:/ShellFolder - 副本.java","E:/ShellFolder.txt","D:/hapfish/ShellFolder.jpg",
				  "E:/ShellFolder增加字元.txt","D:/hapfish/birosoft.jar"};
		FileHashUtil files  = new FileHashUtil();
		for(int i=0;i<fileName.length;i++){
			files.MD5File(fileName[i]);
		} 
		
		
	}

	public static String toHexString(byte[] b) {
		StringBuilder sb = new StringBuilder(b.length * 2);
		for (int i = 0; i < b.length; i++) {
			sb.append(hexChar[(b[i] & 0xf0) >>> 4]);
			sb.append(hexChar[b[i] & 0x0f]);
		}
		return sb.toString();
	}

}

執行說明 :
"D:/hapfish/ShellFolder.java",
"D:/hapfish/ShellFolder - 副本.java",
"E:/ShellFolder - 副本.java",
"E:/ShellFolder.txt",
"D:/hapfish/ShellFolder.jpg",
以上五個檔案是同一檔案經過複製、改副檔名的,最後計算雜湊結果是一致的。

"E:/ShellFolder增加字元.txt" 增加了幾個字串,就不一樣了

"D:/hapfish/birosoft.jar" 完全不相關的另外一個檔案

執行結果:

需要獲取hash的檔案為: D:/hapfish/ShellFolder.java
MD2 == 3a755a99c5e407005cd45ebd856b4649
MD5 == 5d08d440fa911d1e418c69a90b83cd86
SHA1 == 522c8c4f4ff1dd669e251c2ab854c3033a51ca63
SHA-256 == d1feb0c73c10a759e88bd240cb9d56d0598b4ff83a0704c6679f7ba12f6c4d99
SHA-384 == 8f8c9da4cd7241c58af3c52b49199033f2dcf3d67f421753999f87511618d9ea2d738e8c16b9b68a7572d06108ff10f6
SHA-512 == 4711579daee3ddacbaea189310348956cb43bcaaf0099f3be047b06f16c1a20a6b71ee3a4ee018128d647e9f2ef0d644747672238e49a8da3d0cd26dfe597458
需要獲取hash的檔案為: D:/hapfish/ShellFolder - 副本.java
MD2 == 3a755a99c5e407005cd45ebd856b4649
MD5 == 5d08d440fa911d1e418c69a90b83cd86
SHA1 == 522c8c4f4ff1dd669e251c2ab854c3033a51ca63
SHA-256 == d1feb0c73c10a759e88bd240cb9d56d0598b4ff83a0704c6679f7ba12f6c4d99
SHA-384 == 8f8c9da4cd7241c58af3c52b49199033f2dcf3d67f421753999f87511618d9ea2d738e8c16b9b68a7572d06108ff10f6
SHA-512 == 4711579daee3ddacbaea189310348956cb43bcaaf0099f3be047b06f16c1a20a6b71ee3a4ee018128d647e9f2ef0d644747672238e49a8da3d0cd26dfe597458
需要獲取hash的檔案為: E:/ShellFolder - 副本.java
MD2 == 3a755a99c5e407005cd45ebd856b4649
MD5 == 5d08d440fa911d1e418c69a90b83cd86
SHA1 == 522c8c4f4ff1dd669e251c2ab854c3033a51ca63
SHA-256 == d1feb0c73c10a759e88bd240cb9d56d0598b4ff83a0704c6679f7ba12f6c4d99
SHA-384 == 8f8c9da4cd7241c58af3c52b49199033f2dcf3d67f421753999f87511618d9ea2d738e8c16b9b68a7572d06108ff10f6
SHA-512 == 4711579daee3ddacbaea189310348956cb43bcaaf0099f3be047b06f16c1a20a6b71ee3a4ee018128d647e9f2ef0d644747672238e49a8da3d0cd26dfe597458
需要獲取hash的檔案為: E:/ShellFolder.txt
MD2 == 3a755a99c5e407005cd45ebd856b4649
MD5 == 5d08d440fa911d1e418c69a90b83cd86
SHA1 == 522c8c4f4ff1dd669e251c2ab854c3033a51ca63
SHA-256 == d1feb0c73c10a759e88bd240cb9d56d0598b4ff83a0704c6679f7ba12f6c4d99
SHA-384 == 8f8c9da4cd7241c58af3c52b49199033f2dcf3d67f421753999f87511618d9ea2d738e8c16b9b68a7572d06108ff10f6
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需要獲取hash的檔案為: D:/hapfish/ShellFolder.jpg
MD2 == 3a755a99c5e407005cd45ebd856b4649
MD5 == 5d08d440fa911d1e418c69a90b83cd86
SHA1 == 522c8c4f4ff1dd669e251c2ab854c3033a51ca63
SHA-256 == d1feb0c73c10a759e88bd240cb9d56d0598b4ff83a0704c6679f7ba12f6c4d99
SHA-384 == 8f8c9da4cd7241c58af3c52b49199033f2dcf3d67f421753999f87511618d9ea2d738e8c16b9b68a7572d06108ff10f6
SHA-512 == 4711579daee3ddacbaea189310348956cb43bcaaf0099f3be047b06f16c1a20a6b71ee3a4ee018128d647e9f2ef0d644747672238e49a8da3d0cd26dfe597458
需要獲取hash的檔案為: E:/ShellFolder增加字元.txt
MD2 == f2717c24c6c0e110457bd17221c9ca6c
MD5 == c49e353a7c4c26bd7ccb5e90917c230f
SHA1 == 477c8a9e465bfaa4be42d35c032a17f7e6b42b97
SHA-256 == 9fa18adaf242ebcdc6563922d84c2a163c82e1a24db2eb2b73978ed1f354a8a3
SHA-384 == 4eee8f8e6d64d21c15dc01fa049f4d12a3b8e1d94d87763fe0bea75ab5ea8432fa8251289ece45ee39fe3d36b3c3020c
SHA-512 == e852ec0ff77250be497389d2f5a1818c18bb66106b9905c4ee26fe0d256eb3b77e0ce9a28a84e4b67e4332ba37ec3aa7518148e3a682318c0fc34c391f45c201
需要獲取hash的檔案為: D:/hapfish/birosoft.jar
MD2 == 38c5e1404718916dec59c33cafc909b3
MD5 == dc3e2cc4fb3949cf3660e0f5f8c3fba3
SHA1 == cde3dc25498afc5a563af0bb0eb54dc45f71bb28
SHA-256 == adf6a961c70c6ea677dff066fc5d896fb0beb4dd442ca0eb619ae1d1b04291e5
SHA-384 == fe7c6b754893c53ebd82bb53703fb5cc32115c9a38f98072f73def90729b271ee3c5c78e258bd9ff5ee5476193c2178b
SHA-512 == a15376f327256a6e049dfbdc5c2ad3a98bffccc6fa92ee01ff53db6b04471ca0f45ca28f76ff4a6911b57825afa046671299141f2499d71f1dac618c92385491


最後,把執行結果貼出來有點佔空間,主要為了說明表述自己的猜想。一般來說同一雜湊演算法對同一檔案(映象、副檔名被修改)所產生的結果應該是一致的。

因此有個猜想,在baidu文庫、騰訊的群共享上傳時,先會判斷是否有相同檔案,從某種可能上來說也採用了對檔案的雜湊演算法,畢竟從本地運算一個雜湊演算法後獲得的數值要比把整個檔案傳過去比較實惠得多。而且字串的比較也是很方便的。

對於某一種雜湊演算法,存在一種可能:就是兩個不同的檔案,計算出來的雜湊值可能是一樣的。當然為了保險,可以用兩種甚至更多的雜湊演算法,只有在每種演算法獲得的雜湊值都相同時,才能判斷是同一個檔案。
如果我們也對使用者上傳的檔案進行雜湊計算的話,就可以節省資源,同樣的檔案按理說可以減少上傳次數……

原文連結:http://www.iteye.com/topic/1122076/

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