「安全认证」MD5算法加盐实现用户密码加密

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1. MD5加密算法介绍

MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法 第五版），经MD2、MD3和MD4发展而来的一种加密算法，是典型的消息摘要算法，属Hash算法一类。作用是让大容量信息在用数字签名软件签署私人密匙前被”压缩”成一种保密的格式（就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数）。通过MD5算法进行加密获得一个随机长度的信息并产生一个128位的信息摘要。如果将这个128位的二进制摘要信息换算成十六进制，可以得到一个32位的字符串，因此我们加密完成后的16进制的字符串长度为32位。

2. MD5加密算法特点：

  1. 压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值长度都是固定的。
  2. 容易计算：从原数据计算出MD5值很容易。
  3. 抗修改性：对原数据进行任何改动，哪怕只修改1个字节，所得到的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（即伪造数据）是非常困难的。

3. 盐（Salt）

在密码学中，是指通过在密码任意固定位置插入特定的字符串，让散列后的结果和使用原始密码的散列结果不相符，这种过程称之为“加盐”。

4. java.security.MessageDigest类

JDK中的java.security.MessageDigest用于为应用程序提供信息摘要算法的功能，如 MD5 或 SHA 算法。

  • MessageDigest 通过其getInstance系列静态函数来进行实例化和初始化。
  • MessageDigest 对象通过使用 update 方法处理数据。任何时候都可以调用 reset 方法重置摘要。一旦所有需要更新的数据都已经被更新了，应该调用 digest 方法之一完成哈希计算并返回结果。
  • 对于给定数量的更新数据，digest 方法只能被调用一次。digest 方法被调用后，MessageDigest 对象被重新设置成其初始状态。

5. 封装一个MD5加密工具类

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import java.security.MessageDigest;
import java.util.UUID;
public class MD5Util {
    /**
     * md5加密
     * @param s：待加密字符串
     * @return 加密后16进制字符串
     */
    public static String md5(String s) {
        try {
            //实例化MessageDigest的MD5算法对象
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            //通过digest方法返回哈希计算后的字节数组
            byte[] bytes = md.digest(s.getBytes("utf-8"));
            //将字节数组转换为16进制字符串并返回
            return toHex(bytes);
        }
        catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    /**
     * 获取随即盐
     * @return
     */
    public static String salt(){
        //利用UUID生成随机盐
        UUID uuid = UUID.randomUUID();
        //返回a2c64597-232f-4782-ab2d-9dfeb9d76932
        String[] arr = uuid.toString().split("-");
        return arr[0];
    }
    /**
     * 字节数组转换为16进制字符串
     * @param bytes数组
     * @return 16进制字符串
     */
    private static String toHex(byte[] bytes) {
        final char[] HEX_DIGITS = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
        StringBuilder ret = new StringBuilder(bytes.length * 2);
        for (int i=0; i<bytes.length; i++) {
            ret.append(HEX_DIGITS[(bytes[i] >> 4) & 0x0f]);
            ret.append(HEX_DIGITS[bytes[i] & 0x0f]);
        }
        return ret.toString();
    }
}

6. 使用封装的MD5工具类完成用户注册(主要代码)

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public Object register(String name, String password) {
    //添加用户信息
    user = new User();
    //设置用户名
    user.setName(name);
    //密码加密后再保存
    String salt = MD5Util.salt();
    String md5Password = MD5Util.md5(password+salt);
    //存入MD5加密后的密码
    user.setPassword(md5Password);
    //随机盐存入数据库，用于登录校验
    user.setSalt(salt);
    //最后将用户数据数据存入数据库
    int row = userDao.insert(user);
    return ...
}

7. 使用封装的MD5工具类完成用户登录(主要代码)

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public Object login(String name, String password) {
    //根据用户名在数据库查找用户
    User user = userDao.selectByName(name);
    //取出用户信息比对
    String dbPassword = user.getPassword();
    String  salt = user.getSalt();
    //通过密码+盐 重新生成 MD5密码
    String md5Password = MD5Util.md5(password+salt);
    if(md5Password.equals(dbPassword)) {
        //登录成功
    }
}

8. 扩展：MessageDigest类常用方法

8.1 构造方法摘要

MessageDigest(String algorithm) –创建具有指定算法名称的MessageDigest 实例对象。

  • MessageDigest类是一个工厂类，其构造器是受保护的，不允许直接使用new MessageDigist( )来创建对象，而必须通过其静态方法getInstance( )生成MessageDigest对象。其中传入的参数指定计算消息摘要所使用的算法，常用的有”MD5”，”SHA”等。

8.2 成员方法摘要：

返回值 方法名 描述
Object clone() 如果实现是可复制的，则返回一个副本。
byte[] digest() 通过执行诸如填充之类的最终操作完成哈希计算。
byte[] digest(byte[] input) 使用指定的字节数组对摘要进行最后更新，然后完成摘要计算。
int digest(byte[] buf, int offset, int len) 通过执行诸如填充之类的最终操作完成哈希计算。
String getAlgorithm() 返回标识算法的独立于实现细节的字符串。
int getDigestLength() 返回以字节为单位的摘要长度，如果提供程序不支持此操作并且实现是不可复制的，则返回 0。
static MessageDigest getInstance(String algorithm) 生成实现指定摘要算法的 MessageDigest 对象。
static MessageDigest getInstance(String algorithm, Provider provider) 生成实现指定提供程序提供的指定算法的 MessageDigest 对象，如果该算法可从指定的提供程序得到的话。
static MessageDigest getInstance(String algorithm, String provider) 生成实现指定提供程序提供的指定算法的 MessageDigest 对象，如果该算法可从指定的提供程序得到的话。
Provider getProvider() 返回此信息摘要对象的提供程序。
static boolean isEqual(byte[] digesta, byte[] digestb) 比较两个摘要的相等性。
void reset() 重置摘要以供再次使用。
String toString() 返回此信息摘要对象的字符串表示形式。
void update(byte input) 使用指定的字节更新摘要。
void update(byte[] input) 使用指定的字节数组更新摘要。
void update(byte[] input, int offset, int len) 使用指定的字节数组，从指定的偏移量开始更新摘要。
void update(ByteBuffer input) 使用指定的 ByteBuffer 更新摘要。

★ 编程思路：java.security包中的MessageDigest类提供了计算消息摘要（即生成散列码）的方法，首先生成对象，执行其update( )方法可以将原始数据传递给该对象，然后执行其digest( )方法即可得到消息摘要。