消息认证码算法 - HMac

简介

HMAC（Hash Message Authentication Code，散列消息鉴别码）是一种基于哈希函数和密钥生成消息认证码的算法。HMAC 利用哈希算法（如 MD5、SHA-1 等）和一个密钥生成消息摘要，用于验证消息在传输过程中是否被篡改。HMAC 常用于在两个共享密钥的实体之间进行消息认证，以确保消息的完整性和真实性。

Hutool 提供了对 HMAC 算法的封装，支持多种 HMAC 算法如 HmacMD5、HmacSHA256 等，方便开发者进行消息认证码的生成与验证。

1. Hutool 支持的 HMAC 算法

在不引入第三方库的情况下，Hutool 支持 JDK 原生的 HMAC 算法：

• HmacMD5
• HmacSHA1
• HmacSHA256
• HmacSHA384
• HmacSHA512

2. 使用 HMac 生成消息认证码

以 HmacMD5 为例，HMac 类可以方便地进行消息认证码的生成。

示例：使用 HMac 生成 HmacMD5 消息认证码

import cn.hutool.crypto.HMac;
import cn.hutool.crypto.digest.HmacAlgorithm;

public class HMacExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 待计算的字符串
        String testStr = "test中文";

        // 密钥（注意：如果密钥包含非 ASCII 字符，请考虑编码问题）
        byte[] key = "password".getBytes();

        // 创建 HMac 对象，指定 HmacMD5 算法和密钥
        HMac mac = new HMac(HmacAlgorithm.HmacMD5, key);

        // 计算消息认证码并转换为十六进制表示
        String macHex = mac.digestHex(testStr);

        // 输出消息认证码
        System.out.println("HmacMD5 认证码: " + macHex); // 结果示例：b977f4b13f93f549e06140971bded384
    }
}

• new HMac(HmacAlgorithm algorithm, byte[] key)：创建 HMac 对象，指定 HMAC 算法和密钥。

  • algorithm：使用的 HMAC 算法（如 HmacAlgorithm.HmacMD5、HmacAlgorithm.HmacSHA256 等）。
  • key：用于生成消息认证码的密钥字节数组。
  • 返回值：返回 HMac 对象，支持消息认证码的生成。

• digestHex(String data)：计算字符串数据的消息认证码，并将结果转换为十六进制字符串。

  • data：待计算的字符串。
  • 返回值：返回计算后的消息认证码（十六进制字符串）。

作用： HMAC 算法用于确保数据在传输过程中的完整性和真实性，广泛应用于安全通信、API 请求签名等场景。

实际开发场景： 在使用 HMAC 算法进行消息认证时，通常用于生成签名或验证消息的完整性，如在 API 请求中验证请求是否合法。

3. 扩展使用：支持更多 HMAC 算法

通过引入 Bouncy Castle 库，Hutool 可以支持更多 HMAC 算法。使用方式与内置算法类似。

示例：使用自定义 HMAC 算法

import cn.hutool.crypto.HMac;

public class HMacExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 自定义 HMAC 算法名称
        String algorithm = "HmacSHA512/224";

        // 密钥
        byte[] key = "password".getBytes();

        // 创建 HMac 对象，指定自定义算法
        HMac mac = new HMac(algorithm, key);

        // 计算消息认证码并转换为十六进制表示
        String macHex = mac.digestHex("test中文");

        // 输出消息认证码
        System.out.println(algorithm + " 认证码: " + macHex);
    }
}

• new HMac(String algorithm, byte[] key)：支持使用自定义算法名称创建 HMAC 对象。
  • algorithm：自定义 HMAC 算法名称（如 "HmacSHA512/224"）。
  • key：用于生成消息认证码的密钥字节数组。
  • 返回值：返回 HMac 对象，支持消息认证码的生成。

作用： 使用 Bouncy Castle 库扩展 HMAC 算法的选择范围，满足不同场景的需求。

实际开发场景： 在特定场景下可能需要使用一些标准库不支持的 HMAC 算法，这时可以引入 Bouncy Castle 进行扩展。