Message Authentication Code_消息认证码算法

时间 2019-11-06

标签 message authentication code 消息认证算法繁體版

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Message Authentication Code_消息认证码算法java

内容来源于网络算法

部份内容摘自博客：http://blog.csdn.net/zzminer/article/details/8574287安全

MAC算法结合了MD5和SHA算法的优点，并加入密钥的支持，是一种更为安全的消息摘要算法。网络

MAC（Message Authentication Code，消息认证码算法）是含有密钥的散列函数算法，兼容了MD和SHA算法的特性，并在此基础上加入了密钥。函数

MAC算法主要集合了MD和SHA两大系列消息摘要算法。MD系列的算法有HmacMD二、HmacMD四、HmacMD5三种算法；SHA系列的算法有HmacSHA一、HmacSHA22四、HmacSHA25六、HmacSHA384.HmacSHA512五种算法。工具

通过MAC算法获得的摘要值也可使用十六进制编码表示，其摘要值长度与参与实现的摘要值长度相同。例如，HmacSHA1算法获得的摘要长度就是SHA1算法获得的摘要长度，都是160位二进制，换算成十六进制编码为40位。编码

MAC函数

MAC(Message Authentication Code)

案例：spa

某公司对来自网络的欺诈性订单叫苦连天。为了改变这种局面，公司分配给每位客户一个惟一的密钥。客户每下一个订单，均须要提供订单的MAC签名（用这个密钥计算得来）。由于公司有客户的密钥，因此天然可以验证此订单：1. 是否来自所声明的客户，2.是否被篡改了。.net

有不少种结合hash函数和密钥的MAC实现方法。咱们假设H 是一个hash函数，‘+’ 表明链接运算. 下面的等式便表明一个能轻松实现MAC的方法:code

MAC= H( key + message )

可是，上述方法存在一个严重的安全漏洞：利用大部分hash函数的内部实现机制，很容易在不知道密钥的状况下，经过附加数据到message, 便能产生一个有效的MAC

固然还有其余容易的替代方法，好比：MAC = H(message + key) 或者 H(key +message + key)。可是它们依旧存在安全隐患。

正是这些粗陋的MAC实现方法让你们意识到须要一种靠得住的MAC实现方法，这即是HMAC的由来。

HMAC(Hash-based Message Authentication Code)

下面的定义抄自[RFC2104]:

HMAC (k,m) = H ( (k XOR opad ) + H( (k XOR ipad ) + m ) )

其中

H 是一个Hash函数, 好比, MD5, SHA-1and SHA-256，
k 是一个密钥，从左到右用0填充到hash函数规定的block的长度，若是密钥长度大于block的长度，就对先对输入key做hash。
m 是须要认证的消息,
+ 表明“链接”运算，
XOR 表明异或运算，
opad 是外部的填充常数(0x5c5c5c…5c5c, 一个block长度的十六进制常数constant)，
ipad 是内部的填充常数 (0x363636…3636,一个block长度的十六进制常数constant)。

特定HMAC实现须要选择一个特定的hash函数。这些不一样的HMAC实现一般标记为：HMAC-MD5,HMAC-SHA1, HMAC-SHA256等等.

MAC用于消息认证

消息认证码

密码学中，通讯实体双方使用的一种验证机制，保证消息数据完整性的一种工具。

安全性依赖于Hash函数，故也称带密钥的Hash函数。

‍‍‍‍消息认证码是基于密钥和消息摘要【hash】所得到的一个值，目的是用于‍‍‍‍验证消息的完整性，确认数据在传送和存储过程当中未受到主动攻击‍

‍

Java提供的MAC算法实现

package encryption;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

/**
 * 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，并在此基础上加入了密钥。所以，咱们也常把MAC称为HMAC
 * （keyed-Hash Message Authentication Code）。
 * <p/>
 * Java 6实现
 * HmacMD5 128
 * HmacSHA1 160
 * HmacSHA256 256
 * HmacSHA384 384
 * HmacSHA512 512
 */
public class MACCoder {
    /**
     * 初始化HmacMD5密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initHmacMD5Key() throws Exception {
        // 初始化KeyGenerator
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5");
        // 产生密钥
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        // 得到密钥
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HmacMD5消息摘要
     *
     * @param data 待作摘要处理的数据
     * @param key  密钥
     * @return byte[] 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encodeHmacMD5(byte[] data, byte[] key)
            throws Exception {
        // 还原密钥
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacMD5");
        // 实例化Mac
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        // 初始化Mac
        mac.init(secretKey);
        // 执行消息摘要
        return mac.doFinal(data);
    }

    /**
     * 初始化HmacSHA1密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initHmacSHAKey() throws Exception {
        // 初始化KeyGenerator
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA1");
        // 产生密钥
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        // 得到密钥
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HmacSHA1消息摘要
     *
     * @param data 待作摘要处理的数据
     * @param key  密钥
     * @return byte[] 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encodeHmacSHA(byte[] data, byte[] key)
            throws Exception {
        // 还原密钥
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA1");
        // 实例化Mac
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        // 初始化Mac
        mac.init(secretKey);
        // 执行消息摘要
        return mac.doFinal(data);
    }

    /**
     * 初始化HmacSHA256密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initHmacSHA256Key() throws Exception {
        // 初始化KeyGenerator
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA256");
        // 产生密钥
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        // 得到密钥
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HmacSHA256消息摘要
     *
     * @param data 待作摘要处理的数据
     * @param key  密钥
     * @return byte[] 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encodeHmacSHA256(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        // 还原密钥
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA256");
        // 实例化Mac
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        // 初始化Mac
        mac.init(secretKey);
        // 执行消息摘要
        return mac.doFinal(data);
    }

    /**
     * 初始化HmacSHA384密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initHmacSHA384Key() throws Exception {
        // 初始化KeyGenerator
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA384");
        // 产生密钥
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        // 得到密钥
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HmacSHA384消息摘要
     *
     * @param data 待作摘要处理的数据
     * @param key  密钥
     * @return byte[] 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encodeHmacSHA384(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        // 还原密钥
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA384");
        // 实例化Mac
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        // 初始化Mac
        mac.init(secretKey);
        // 执行消息摘要
        return mac.doFinal(data);
    }

    /**
     * 初始化HmacSHA512密钥
     *
     * @return byte[] 密钥
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] initHmacSHA512Key() throws Exception {
        // 初始化
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("HmacSHA512");
        // 产生密钥
        SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
        // 得到密钥
        return secretKey.getEncoded();
    }

    /**
     * HmacSHA512消息摘要
     *
     * @param data 待作摘要处理的数据
     * @param key  密钥
     * @return byte[] 消息摘要
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] encodeHmacSHA512(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        // 还原密钥
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "HmacSHA512");
        // 实例化Mac
        Mac mac = Mac.getInstance(secretKey.getAlgorithm());
        // 初始化Mac
        mac.init(secretKey);
        // 执行消息摘要
        return mac.doFinal(data);
    }
}

=============END=============