消息摘要算法-MAC算法系列.doc

消息摘要算法-MAC算法系列一、简述 mac（Message Authentication Code，消息认证码算法）是含有密钥散列函数算法，兼容了MD和SHA算法的特性，并在此基础上加上了密钥。因此MAC算法也经常被称作HMAC算法。关于hmac算法的详情可以参看RFC 2104(/rfc/rfc2104.txt)，这里包含了HmacMD5算法的C语言实现。 这里需要说明的是经过mac算法得到的摘要值也可以使用十六进制编码表示，其摘要值得长度与实现算法的摘要值长度相同。例如 HmacSHA算法得到的摘要长度就是SHA1算法得到的摘要长度，都是160位二进制数，换算成十六进制的编码为40位。二、模型分析甲乙双方进行数据交换可以采取如下流程完成1、甲方向乙方公布摘要算法（就是指定要使用的摘要算法名）2、甲乙双方按照约定构造密钥，双方拥有相同的密钥（一般是一方构造密钥后通知另外一方，此过程不需要通过程序实现，就是双方约定个字符串，但是这个字符串可不是随便设定的，也是通过相关算法获取的）3、甲方使用密钥对消息做摘要处理，然后将消息和生成的摘要消息一同发送给乙方4、乙方收到消息后，使用甲方已经公布的摘要算法+约定好的密钥 对收到的消息进行摘要处理。然后比对自己的摘要消息和甲方发过来的摘要消息。甄别消息是否是甲方发送过来的三、MAC系列算法支持表算法摘要长度备注HmacMD5128JAVA6实现HmacSHA1160JAVA6实现HmacSHA256256JAVA6实现HmacSHA384384JAVA6实现HmacSHA512512JAVA6实现HmacMD2128BouncyCastle实现HmacMD4128BouncyCastle实现HmacSHA224224BouncyCastle实现四、sun以及bouncycastle的hmac算法实现javaview plaincopy1. packagecom.ca.test;2. importjava.security.Security;3. importjavax.crypto.KeyGenerator;4. importjavax.crypto.Mac;5. importjavax.crypto.SecretKey;6. importjavax.crypto.spec.SecretKeySpec;7. vider.BouncyCastleProvider;8. importorg.bouncycastle.util.encoders.Hex;9. /*10. *MAC消息摘要组件11. *authorkongqz12. */13. publicclassMACCoder14. /HmacMD5/15. /*16. *初始化HmacMD5的密钥17. *returnbyte密钥18. *19. */20. publicstaticbyteinitHmacMD5Key()throwsException21. /初始化KeyGenerator22. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacMD5);23. /产生密钥24. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();25. /获取密钥26. returnsecretKey.getEncoded();27. 28. /*29. *HmacMD5消息摘要30. *paramdata待做摘要处理的数据31. *paramkey密钥32. *returnbyte消息摘要33. */34. publicstaticbyteencodeHmacMD5(bytedata,bytekey)throwsException35. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有36. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacMD5);37. /实例化Mac38. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();39. /初始化Mac40. mac.init(secretKey);41. /执行消息摘要处理42. returnmac.doFinal(data);43. 44. 45. /HmacSHA1/46. /*47. *初始化HmacSHA1的密钥48. *returnbyte密钥49. *50. */51. publicstaticbyteinitHmacSHAKey()throwsException52. /初始化KeyGenerator53. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacSHA1);54. /产生密钥55. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();56. /获取密钥57. returnsecretKey.getEncoded();58. 59. /*60. *HmacSHA1消息摘要61. *paramdata待做摘要处理的数据62. *paramkey密钥63. *returnbyte消息摘要64. */65. publicstaticbyteencodeHmacSHA(bytedata,bytekey)throwsException66. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有67. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacSHA1);68. /实例化Mac69. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();70. /初始化Mac71. mac.init(secretKey);72. /执行消息摘要处理73. returnmac.doFinal(data);74. 75. 76. /HmacSHA256/77. /*78. *初始化HmacSHA256的密钥79. *returnbyte密钥80. *81. */82. publicstaticbyteinitHmacSHA256Key()throwsException83. /初始化KeyGenerator84. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacSHA256);85. /产生密钥86. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();87. /获取密钥88. returnsecretKey.getEncoded();89. 90. /*91. *HmacSHA256消息摘要92. *paramdata待做摘要处理的数据93. *paramkey密钥94. *returnbyte消息摘要95. */96. publicstaticbyteencodeHmacSHA256(bytedata,bytekey)throwsException97. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有98. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacSHA256);99. /实例化Mac100. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();101. /初始化Mac102. mac.init(secretKey);103. /执行消息摘要处理104. returnmac.doFinal(data);105. 106. 107. /HmacSHA384/108. /*109. *初始化HmacSHA384的密钥110. *returnbyte密钥111. *112. */113. publicstaticbyteinitHmacSHA384Key()throwsException114. /初始化KeyGenerator115. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacSHA384);116. /产生密钥117. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();118. /获取密钥119. returnsecretKey.getEncoded();120. 121. /*122. *HmacSHA384消息摘要123. *paramdata待做摘要处理的数据124. *paramkey密钥125. *returnbyte消息摘要126. */127. publicstaticbyteencodeHmacSHA384(bytedata,bytekey)throwsException128. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有129. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacSHA384);130. /实例化Mac131. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();132. /初始化Mac133. mac.init(secretKey);134. /执行消息摘要处理135. returnmac.doFinal(data);136. 137. 138. /HmacSHA512/139. /*140. *初始化HmacSHA512的密钥141. *returnbyte密钥142. *143. */144. publicstaticbyteinitHmacSHA512Key()throwsException145. /初始化KeyGenerator146. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacSHA512);147. /产生密钥148. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();149. /获取密钥150. returnsecretKey.getEncoded();151. 152. /*153. *HmacSHA512消息摘要154. *paramdata待做摘要处理的数据155. *paramkey密钥156. *returnbyte消息摘要157. */158. publicstaticbyteencodeHmacSHA512(bytedata,bytekey)throwsException159. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有160. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacSHA512);161. /实例化Mac162. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();163. /初始化Mac164. mac.init(secretKey);165. /执行消息摘要处理166. returnmac.doFinal(data);167. 168. /HmacMD2-BouncyCastle才支持的实现/169. /*170. *初始化HmacMD2的密钥171. *returnbyte密钥172. */173. publicstaticbyteinitHmacMD2Key()throwsException174. 175. /加入BouncyCastleProvider的支持176. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();177. /初始化KeyGenerator178. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacMD2);179. /产生密钥180. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();181. /获取密钥182. returnsecretKey.getEncoded();183. 184. /*185. *HmacMD2消息摘要186. *paramdata待做摘要处理的数据187. *paramkey密钥188. *returnbyte消息摘要189. */190. publicstaticbyteencodeHmacMD2(bytedata,bytekey)throwsException191. /加入BouncyCastleProvider的支持192. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();193. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有194. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacMD2);195. /实例化Mac196. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();197. /初始化Mac198. mac.init(secretKey);199. /执行消息摘要处理200. returnmac.doFinal(data);201. 202. /*203. *HmacMD2Hex消息摘要204. *paramdata待做消息摘要处理的数据205. *paramString密钥206. *returnbyte消息摘要207. */208. publicstaticStringencodeHmacMD2Hex(bytedata,bytekey)throwsException209. /执行消息摘要处理210. byteb=encodeHmacMD2(data,key);211. /做十六进制转换212. returnnewString(Hex.encode(b);213. 214. 215. /HmacMD4-BouncyCastle才支持的实现/216. /*217. *初始化HmacMD2的密钥218. *returnbyte密钥219. */220. publicstaticbyteinitHmacMD4Key()throwsException221. 222. /加入BouncyCastleProvider的支持223. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();224. /初始化KeyGenerator225. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacMD4);226. /产生密钥227. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();228. /获取密钥229. returnsecretKey.getEncoded();230. 231. /*232. *HmacMD4消息摘要233. *paramdata待做摘要处理的数据234. *paramkey密钥235. *returnbyte消息摘要236. */237. publicstaticbyteencodeHmacMD4(bytedata,bytekey)throwsException238. /加入BouncyCastleProvider的支持239. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();240. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有241. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacMD4);242. /实例化Mac243. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();244. /初始化Mac245. mac.init(secretKey);246. /执行消息摘要处理247. returnmac.doFinal(data);248. 249. /*250. *HmacMD4Hex消息摘要251. *paramdata待做消息摘要处理的数据252. *paramString密钥253. *returnbyte消息摘要254. */255. publicstaticStringencodeHmacMD4Hex(bytedata,bytekey)throwsException256. /执行消息摘要处理257. byteb=encodeHmacMD4(data,key);258. /做十六进制转换259. returnnewString(Hex.encode(b);260. 261. /HmacSHA224-BouncyCastle才支持的实现/262. /*263. *初始化HmacSHA224的密钥264. *returnbyte密钥265. */266. publicstaticbyteinitHmacSHA224Key()throwsException267. 268. /加入BouncyCastleProvider的支持269. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();270. /初始化KeyGenerator271. KeyGeneratorkeyGenerator=KeyGenerator.getInstance(HmacSHA224);272. /产生密钥273. SecretKeysecretKey=keyGenerator.generateKey();274. /获取密钥275. returnsecretKey.getEncoded();276. 277. /*278. *HmacSHA224消息摘要279. *paramdata待做摘要处理的数据280. *paramkey密钥281. *returnbyte消息摘要282. */283. publicstaticbyteencodeHmacSHA224(bytedata,bytekey)throwsException284. /加入BouncyCastleProvider的支持285. Security.addProvider(newBouncyCastleProvider();286. /还原密钥，因为密钥是以byte形式为消息传递算法所拥有287. SecretKeysecretKey=newSecretKeySpec(key,HmacSHA224);288. /实例化Mac289. Macmac=Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm();290. /初始化Mac291. mac.init(secretKey);292. /执行消息摘要处理293. returnmac.doFinal(data);294. 295. /*296. *HmacSHA224Hex消息摘要297. *paramdata待做消息摘要处理的数据298. *paramString密钥299. *returnbyte消息摘要300. */301. publicstaticStringencodeHmacSHA224Hex(bytedata,bytekey)throwsException302. /执行消息摘要处理303. byteb=encodeHmacSHA224(data,key);304. /做十六进制转换305. returnnewString(Hex.encode(b);306. 307. /*308. *进行相关的摘要算法的处理展示309. *throwsException310. */311. publicstaticvoidmain(Stringargs)throwsException312. Stringstr=HmacMD5消息摘要;313. /初始化密钥314. bytekey1=MACCoder.initHmacMD5Key();315. /获取摘要信息316. bytedata1=MACCoder.encodeHmacMD5(str.getBytes(),key1);317. 318. System.out.println(原文：+str);319. System.out.println();320. System.out.println(HmacMD5的密钥:+key1.toString();321. System.out.println(HmacMD5算法摘要：+data1.toString();322. System.out.println();323. 324. /初始化密钥325. bytekey2=MACCoder.initHmacSHA256Key();326. /获取摘要信息327. bytedata2=MACCoder.encodeHmacSHA256(str.getBytes(),key2);328. System.out.println(HmacSHA256的密钥:+key2.toString();329. System.out.println(HmacSHA256算法摘要：+data2.toString();330. System.out.println();331. 332. 333. /初始化密钥334. bytekey3=MACCoder.initHmacSHAKey();335. /获取摘要信息336. bytedata3=MACCoder.encodeHmacSHA(str.getBytes(),key3);337. System.out.println(HmacSHA1的密钥:+key3.toString();338. System.out.println(HmacSHA1算法摘要：+data3.toString();339. System.out.println();340. 341. 342. /初始化密钥343. bytekey4=MACCoder.initHmacSHA384Key();344. /获取摘要信息345. bytedata4=MACCoder.encodeHmacSHA384(str.getBytes(),key4);346. System.out.println(HmacSHA384的密钥:+key4.toString();347. System.out.println(HmacSHA384算法摘要：+data4.toString();348. System.out.println();349. 350. 351. /初始化密钥352. bytekey5=MACCoder.initHmacSHA512Key();353. /获取摘要信息354. bytedata5=MACCoder.encodeHmacSHA512(str.getBytes(),key5);355. System.out.println(HmacSHA512的密钥:+key5.toString();356. System.out.println(HmacSHA512算法摘要：+data5.toString();357. System.out.println();358. 359. System.out.println(=以下的算法支持是bouncycastle支持的算法，sunjava6不支持=);360. /初始化密钥361. bytekey6=MACCoder.initHmacMD2Key();362. /获取摘要信息363. bytedata6=MACCoder.encodeHmacMD2(str.getBytes(),key6);364. Stringdatahex6=MACCoder.encodeHmacMD2Hex(str.getBytes(),key6);365. System.out.println(BouncycastleHmacMD2的密钥:+key6.toString();366. System.out.println(BouncycastleHmacMD2算法摘要：+data6.toString();367. System.out.println(BouncycastleHmacMD2Hex算法摘要：+datahex6.toString();368. System.out.println();369. 370. /初始化密钥371. bytekey7=MACCoder.initHmacMD4Key();372. /获取摘要信息373. bytedata7=MACCoder.encodeHmacMD4(str.getBytes(),key7);374. Stringdatahex7=MACCoder.encodeHmacMD4Hex(str.getBytes(),key7);375. System.out.println(BouncycastleHmacMD4的密钥:+key7.toString();376. System.out.println(BouncycastleHmacMD4算法摘要：+data7.toString();377. System.out.println(BouncycastleHmacMD4Hex算法摘要：+datahex7.toString();378. System.out.println();379. 380. /初始化密钥381. bytekey8=MACCoder.initHmacSHA224Key();382. /获取摘要信息383. bytedata8=MACCoder.encodeHmacSHA224(str.get