走进密码学 - 消息摘要（一）

消息摘要，又称为数字摘要

许多人把md5之类的算法叫做加密算法，常见的口误是“md5加密算法”，其实md5算法不是加密算法，她不是用来加密的，她是一种消息摘要算法。

根据字面意思我们可以理解：消息摘要，关键词消息，摘要。消息就是我们说的“数据”，或“原文”。比如我有要传输的数据data，或者用户的账号username，这些数据都可以称为消息。摘要就是我们平常看的书、文章里的摘要，一篇文章通常有一小段摘要，位于题目下面，文章内容上面。无论这篇文章多长或多短，这段摘要通常就是那么些文字，不长不短。放在这里理解，就是我们消息的摘要。根据前面的分析不难揣摩出消息摘要的功能：无论多大或多小或各式各样的原数据，生成固定长度的摘要内容。

**特点：**

一段数据在一个算法下对应一个固定的摘要。

无论原数据发生多么小的改变，生成的摘要都会发生变化。

即：**只要输入的消息不同，对其进行摘要以后产生的摘要消息也必不相同；但相同的输入必会产生相同的输出，消息摘要是单向、不可逆的。**
（具体底层原理日后我会继续出文章来讲解）

常见算法：

MD5算法生成的摘要是16byte的数组（1个字节=8位），即16*8 = 128个比特位

SHA-1	20byte	160bit

SHA-256	32byte	256bit

SHA-512	64byte	512bit

获取数字摘要：

```java
package EncrptDemo;

import com.sun.org.apache.xml.internal.security.exceptions.Base64DecodingException;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

/**
 * @author: HanXu
 * on 2020/10/19
 * Class description: 消息摘要算法
 *  MD5 SHA-1 SHA-256 SHA-512
 */
public class DigestDemo {
    public static void main(String[] args) throws Base64DecodingException {
        String data = "我是韩旭";

//摘要算法不区分大小写
        String algorithm = "MD5";
        String digest = getDigest(data, algorithm);
        System.out.println(digest); // 4124bc0a9335c27f086f24ba207a4912
        System.out.println(digest.length()); // 32

algorithm = "sha-1";
        digest = getDigest(data, algorithm);
        System.out.println(digest); // e0c9035898dd52fc65c41454cec9c4d2611bfb37
        System.out.println(digest.length()); // 40

algorithm = "SHA-256";
        digest = getDigest(data, algorithm);
        System.out.println(digest); // 961b6dd3ede3cb8ecbaacbd68de040cd78eb2ed5889130cceb4c49268ea4d506
        System.out.println(digest.length()); // 64

algorithm = "SHA-512";
        digest = getDigest(data, algorithm);
        System.out.println(digest); // f6c5600ed1dbdcfdf829081f5417dccbbd2b9288e0b427e65c8cf67e274b69009cd142475e15304f599f429f260a661b5df4de26746459a3cef7f32006e5d1c1
        System.out.println(digest.length()); // 128

String digestFile = getDigestFile("E:\\apache-tomcat-8.5.59.zip", algorithm);
        System.out.println(digestFile);
        //e1a099b76ae5db8ee92c44de8078312b8f6cc9fda53811682c776725255410fed31de6fe476933935cdac06793aef9c97d0c0e0d74ee4a1b4c4e1cc682b060af
        //e1a099b76ae5db8ee92c44de8078312b8f6cc9fda53811682c776725255410fed31de6fe476933935cdac06793aef9c97d0c0e0d74ee4a1b4c4e1cc682b060af
    }

/**
     * 获取文件的消息摘要
     * @param filePath
     * @param algorithm
     * @return
     * @throws Exception
     */
    private static String getDigestFile(String filePath, String algorithm) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(filePath);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            System.err.println("文件路径不存在");
        }
        int len;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            while ( (len =  fis.read(buffer))!=-1){
                baos.write(buffer,0,len);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

// 获取消息摘要对象
        MessageDigest messageDigest = null;
        try {
            messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
            System.err.println("没有该摘要算法");
        }
        // 获取消息摘要
        byte[] digest = messageDigest.digest(baos.toByteArray());
        System.out.println("生成摘要字节数组长度："+digest.length);
        return toHex(digest);
    }

/**
     * 获取摘要
     * @param data 源数据
     * @param algorithm 摘要算法
     * @return
     */
    private static String getDigest(String data, String algorithm) {
        MessageDigest messageDigest = null;
        try {
            messageDigest = MessageDigest.getInstance(algorithm);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
            System.err.println("没有该摘要算法");
        }

//生成摘要
        byte[] digestBytes = messageDigest.digest(data.getBytes());
        System.out.println("生成摘要字节数组长度：" + digestBytes.length);
        //String encode = Base64.encode(digestBytes);
        //System.out.println(encode); // Base64编码输出 QSS8CpM1wn8IbyS6IHpJEg==

return toHex(digestBytes);
    }

/**
     * 转化为十六进制
     * @param digestBytes 字节数组
     * @return
     */
    private static String toHex(byte[] digestBytes) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (byte b : digestBytes) {
            String s = Integer.toHexString(b & 0xff);
            if (s.length() == 1) {
                s = "0" + s;
            }
            sb.append(s);
        }
        return sb.toString();
    }
}
```

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