Java编码算法与哈希算法如何使用

本篇内容主要讲解“Java编码算法与哈希算法如何使用”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“Java编码算法与哈希算法如何使用”吧!ASCII 码就是一种编码，字母 A 的编码是十六进制的 0x41 ，字母 B 是 0x42 ，以此类推。因为 ASCII 编码最多只能有 127 个字符，要想对更多的文字进行编码，就需要用占用 2个字节的 Unicode 。而中文的”中”字使用 Unicode 编码就是 0x4e2d ，使用 UTF8 则需要 3 个字节编码；因此，最简单的编码是直接给每个字符指定一个若干字节表示的整数，复杂一点的 编码就需要根据一个已有的编码推算出来。比如 UTF-8 编码，它是一种不定长编码， 但可以从给定字符的 Unicode 编码推算出来。URL 编码是浏览器发送数据给服务器时使用的编码，它通常附加在 URL 的参数部 分，例如： https://www.baidu.com/s?wd=%E4%B8%AD%E6%96%87之所以需要 URL 编码，是因为出于兼容性考虑，很多服务器只识别 ASCII 字符。 但如果 URL 中包含中文、日文这些非 ASCII 字符怎么办？不要紧， URL 编码有一套 规则：如果字符是 A ~ Z ， a ~ z ， 0 ~ 9 以及 – 、 _ 、 . 、 * ，则保持不变；如果是其他字符，先转换为 UTF-8 编码，然后对每个字节以 %XX 表示。例如：字符”中”的 UTF-8 编码是 0xe4b8ad ，因此，它的 URL 编码 是 %E4%B8%AD 。 URL 编码总是大写。Java 标准库提供了一个 URLEncoder 类来对任意字符串进行 URL 编码：上述代码的运行结果是 %E4%B8%AD%E6%96%87%21 ，”中”的 URL 编码 是 %E4%B8%AD ，”文”的URL编码是 %E6%96%87 ， ! 虽然是 ASCII 字符，也要对其编 码为 %21 。如果服务器收到 URL 编码的字符串，就可以对其进行解码，还原成原始字符串。 Java 标准库的 URLDecoder 就可以解码：特别注意： 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 ， – ， _ ， . ， * 和 % ，便于浏览 器和服务器处理。URL 编码是对字符进行编码，表示成 %xx 的形式，而 Base64 编码是对二进制数 据进行编码，表示成文本格式。Base64 编码可以把任意长度的二进制数据变为纯文本，并且纯文本内容中且只包 含指定字符内容： A ~ Z 、 a ~ z 、 0 ~ 9 、 + 、 / 、 = 。它的原理是把 3 字 节的二进制数据按 6bit 一组，用 4 个int整数表示，然后查表，把 int 整数用索引对 应到字符，得到编码后的字符串。6 位整数的范围总是 0 ~ 63 ，所以，能用 64 个字符表示：字符 A ~ Z 对应索 引 0 ~ 25 ，字符 a ~ z 对应索引 26 ~ 51 ，字符 0 ~ 9 对应索引 52 ~ 61 ，最 后两个索引 62 、 63 分别用字符 + 和 / 表示。举个例子： 3 个 byte 数据分别是 e4 、 b8 、 ad ，按 6bit 分组得到 39 、 0b 、 22 和 2d ：┌───────────────┬───────────────┬───────────────┐
│ e4 │ b8 │ ad │
└───────────────┴───────────────┴───────────────┘
┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐
│1│1│1│0│0│1│0│0│1│0│1│1│1│0│0│0│1│0│1│0│1│1│0│1│
└─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴免费云主机域名─┘
┌───────────┬───────────┬───────────┬───────────┐
│ 39 │ 0b │ 22 │ 2d │
└───────────┴───────────┴───────────┴───────────┘在 Java 中，二进制数据就是 byte[] 数组。 Java 标准库提供了 Base64 来对 byte[] 数组进行编解码：编码后得到字符串结果： 5Lit4 。要对这个字符使用 Base64 解码，仍然用 Base64 这个类：因为标准的 Base64 编码会出现 + 、 / 和 = ，所以不适合把 Base64 编码后的字符串放到 URL 中。 一种针对 URL 的 Base64 编码可以在 URL 中使用的 Base64 编码，它仅仅是把 + 变成 – ， / 变成 _ ：Base64 编码的目的是把二进制数据变成文本格式，这样在很多文本中就可以处理二进 制数据。例如，电子邮件协议就是文本协议，如果要在电子邮件中添加一个二进制文 件，就可以用 Base64 编码，然后以文本的形式传送。Base64 编码的缺点是传输效率会降低，因为它把原始数据的长度增加了1/3。和 URL 编码一样， Base64 编码是一种编码算法，不是加密算法。如果把 Base64 的 64 个字符编码表换成 32 个、 48 个或者 58 个，就可以使 用 Base32 编码， Base48 编码和 Base58 编码。字符越少，编码的效率就会越低。哈希算法（ Hash ）又称摘要算法（ Digest ），它的作用是：对任意一组输入数 据进行计算，得到一个固定长度的输出摘要。哈希算法的目的：为了验证原始数据是否被篡改。哈希算法最重要的特点就是：相同的输入一定得到相同的输出；不同的输入大概率得到不同的输出。Java字符串的 hashCode() 就是一个哈希算法，它的输入是任意字符串，输出是固定 的 4 字节 int 整数：两个相同的字符串永远会计算出相同的 hashCode ，否则基于 hashCode 定位的 HashMap 就无法正常工 作。这也是为什么当我们自定义一个 class 时，覆写 equals() 方法时我们必须正确覆写 hashCode() 方法。哈希碰撞是指，两个不同的输入得到了相同的输出：碰撞能不能避免？答案是不能。碰撞是一定会出现的，因为输出的字节长度是固定的， String 的 hashCode() 输出是 4 字节整数，最多只有 4294967296 种输出，但输入的数据长度是不固定的，有无数种输入。所以，哈希算 法是把一个无限的输入集合映射到一个有限的输出集合，必然会产生碰撞。碰撞不可怕，我们担心的不是碰撞，而是碰撞的概率，因为碰撞概率的高低关系到哈希算法的安全性。一个安全的哈希算法必须满足：碰撞概率低；不能猜测输出：输入的任意一个 bit 的变化会造成输出完全不同，这样就很难从输出反推输入（只能依靠 暴力穷举）。假设一种哈希算法有如下规律：那么很容易从输出 123459 反推输入，这种哈希算法就不安全。安全的哈希算法从输出是看不出任何规律的：常用的哈希算法有：根据碰撞概率，哈希算法的输出长度越长，就越难产生碰撞，也就越安全。运行上述代码，可以得到输入HelloWorld 的 MD5 是 68e109f0f40ca72a15e05cc22786f8e6使用 MessageDigest 时，我们首先根据哈希算法获取一个 MessageDigest 实例，然后， 反复调用 update(byte[]) 输入数据。当输入结束后，调用 digest() 方法获得 byte [] 数组表示的摘要，最后，把它转换为十六进制的字符串。类似的，计算 SHA-256 ，我们需要传入名称” SHA-256 “，计算 SHA-512 ，我们需要传入名称” SHA-512 “。BouncyCastle是一个提供了很多哈希算法和加密算法的第三方开源库。它提供了 Java 标准库没 有的一些算法，例如， RipeMD160 哈希算法。 RIPEMD160 是一种基于 Merkle-Damgrd 结构的加密哈希函数，它是比特币标准之一。 RIPEMD-160 是 RIPEMD 算法的增强版本， RIPEMD-160 算法可以产生出 160 位的的哈希摘要。用法：首先，我们必须把 BouncyCastle 提供的 bcprov-jdk15on-1.70.jar 添加至 classpath 。其次，Java标准库的 java.security 包提供了一种标准机制，允许第三方提供商无缝接入。我们要使用 Bouncy Castle 提供的 RipeMD160 算法，需要先把 BouncyCastle 注册一下：校验下载文件因为相同的输入永远会得到相同的输出，因此，如果输入被修改了，得到的输出就会不同。如何判断下载到本地的软件是原始的、未经篡改的文件？我们只需要自己计算一下本地文件的哈希值，再 与官网公开的哈希值对比，如果相同，说明文件下载正确，否则，说明文件已被篡改。存储用户密码如果直接将用户的原始口令存放到数据库中，会产生极大的安全风险： 数据库管理员能够看到用户明文口令； 数据库数据一旦泄漏，黑客即可获取用户明文口令。到此，相信大家对“Java编码算法与哈希算法如何使用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是百云主机网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！

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