Java加密与安全

Posted 2021-02-11

一、简介

数据安全

• 防窃听
• 防篡改
• 防伪造
  古代加密方式：
• 移位密码：HELLO => IFMMP 按照英文顺序往后移动一位
• 替代密码：HELLO =>p12,5,3 或者是用某一本书的第几页第几行第几个字达到替换密码的目的

这些都是靠人的想象和直觉来涉及的，非常不靠谱，而现代计算机加密：

• 建立在严格的数据理论基础上
• 密码学逐渐发展成一门学科

总结

• 设计一个安全的加密算法非常困难
• 验证一个加密算法是否安全更加困难
• 当前被认为安全的加密算法仅仅是迄今为止尚未被攻破
• 不要 自己设计加密算法
• 不要 自己实现加密算法
• 不要 自己修改已有的加密算法

二、URL编码

一、什么是URL编码？
URL编码是浏览器发送数据给服务器时使用的编码。

• key1=value1&key2=value2&key3=valuye
• q=%E4%B8%AD%E6%96%87

什么是编码？
ascii码就是一种编码，例如

字母	编码（16进制）
A	0x41
B	0x42
C	0x43
D	0x44
...	...

---

汉字	Unicode编码	UTF-8编码
中	0x4e2d	0xe4b8ad
文	0x6587	0xe69687
编	0x7f16	0xe7bc96
码	0x7801	0xe7a081
...	...	...

URL编码规则是什么？

• A-Z,a-z,0-9以及**-_.***保持不变
• 其他字符以%XX表示
  例如：
  1.<：%3C
  2.中：%E4%B8%AD（utf-8：0xe4b8ad）

例子

/**
 * URL编码
 */
public class SecURL {
    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        String original = "URL 参数";
        String encoded = URLEncoder.encode(original,"UTF-8");
        System.out.println("编码后："+encoded);
        String ori = new String(URLDecoder.decode(encoded,"UTF-8"));
        System.out.println("解码后："+ori);
    }
}

总结

• URL编码是编码算法，不是加密算法
• URL编码的目的是把任意文本数据编码为%前缀表示的文本，编码后的文本仅包含A-Z,a-z,0-9以及-_.，%*便于浏览器和服务器处理

二、Base64编码
* 什么是Base64编码？
是一种把二进制数据用文本表示的编码算法，例如：byte[]{0xe4,0xb8,0xad} ==> "5Lit"

索引	编码	索引	编码	索引	编码
0	A	26	a	52	0
1	B	27	b	53	1
2	C	28	c	...	...
3	D	29	d	61	9
...	...	...	...	62	+
25	Z	51	z	63	/

目的

• 是一种用文本（A-Z,a-z,0-9,+/=）表示二进制内容的方式
• 适用于文本协议
• 效率下降
  因为二进制经过base64编码它的长度会增加三分之一，如果数组的长度不是3的整数倍，末尾补0x00或0x00 0x00
  编码后加=表示补充了1个字节
  编码后加==表示补充了2个字节
  应用
• 电子邮件协议

/**
 * Base64编码
 */
public class SecBase64 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String original = "Hellou00ff编码测试";
        //withoutPadding()可以去掉编码后“=”这个字节，有没有=对于解码来说没有影响
        String b64 = Base64.getEncoder().withoutPadding().encodeToString(original.getBytes("UTF-8"));
        System.out.println(b64);
        String ori = new String(Base64.getDecoder().decode(b64), "UTF-8");
        System.out.println(ori);
    }
}

由于标准的base64在url中会引起冲突，所以在url中使用base64编码会使用另外一种。

在java中，使用url的base64编码它会把“+”变为“-”，把“/"变为“_”这样在传递url参数的时候不会引起冲突

总结

• Base64是编码算法，不是加密算法
• Base64编码的目的是把任意二进制数据编码为文本（长度增加1/3）
• 其他编码：Base32、Base48、Base58

三、摘要算法

一、什么是摘要算法？