Java 加密 - 建立 MAC

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MAC（Message Authentication Code）演算法是一種對稱金鑰加密技術，用於提供訊息認證。為了建立 MAC 流程，傳送方和接收方共享一個對稱金鑰 K。

本質上，MAC 是一個在底層訊息上生成的加密校驗和，它與訊息一起傳送以確保訊息認證。

以下圖示顯示了使用 MAC 進行身份驗證的過程：

在 Java 中，javax.crypto 包的Mac 類提供了訊息認證碼的功能。請按照以下步驟使用此類建立訊息認證碼。

步驟 1：建立 KeyGenerator 物件

KeyGenerator 類提供getInstance() 方法，該方法接受一個表示所需金鑰生成演算法的 String 變數，並返回一個生成金鑰的KeyGenerator 物件。

使用getInstance() 方法建立KeyGenerator 物件，如下所示。

//Creating a KeyGenerator object
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DES");

步驟 2：建立 SecureRandom 物件

java.Security 包的SecureRandom 類提供了一個強大的隨機數生成器，用於在 Java 中生成隨機數。例項化此類，如下所示。

//Creating a SecureRandom object
SecureRandom secRandom = new SecureRandom();

步驟 3：初始化 KeyGenerator

KeyGenerator 類提供了一個名為init() 的方法，此方法接受SecureRandom 物件並初始化當前的KeyGenerator。

使用此方法初始化上一步中建立的 KeyGenerator 物件。

//Initializing the KeyGenerator
keyGen.init(secRandom);

步驟 4：生成金鑰

使用KeyGenerator 類的generateKey() 方法生成金鑰，如下所示。

//Creating/Generating a key
Key key = keyGen.generateKey();

步驟 5：初始化 Mac 物件

Mac 類的init() 方法接受一個 Key 物件，並使用給定的金鑰初始化當前的 Mac 物件。

//Initializing the Mac object
mac.init(key);

步驟 6：完成 mac 操作

Mac 類的doFinal() 方法用於完成 Mac 操作。將所需資料以位元組陣列的形式傳遞給此方法，並完成操作，如下所示。

//Computing the Mac
String msg = new String("Hi how are you");
byte[] bytes = msg.getBytes();
byte[] macResult = mac.doFinal(bytes);

示例

以下示例演示瞭如何使用 JCA 生成訊息認證碼 (MAC)。這裡，我們取一個簡單的訊息“Hi how are you”，併為該訊息生成一個 Mac。

import java.security.Key;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;

public class MacSample {
   public static void main(String args[]) throws Exception{
      //Creating a KeyGenerator object
      KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DES");

      //Creating a SecureRandom object
      SecureRandom secRandom = new SecureRandom();

      //Initializing the KeyGenerator
      keyGen.init(secRandom);

      //Creating/Generating a key
      Key key = keyGen.generateKey();	 

      //Creating a Mac object
      Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256");

      //Initializing the Mac object
      mac.init(key);

      //Computing the Mac
      String msg = new String("Hi how are you");
      byte[] bytes = msg.getBytes();      
      byte[] macResult = mac.doFinal(bytes);

      System.out.println("Mac result:");
      System.out.println(new String(macResult));     
   }
}

輸出

上述程式將生成以下輸出：

Mac result:
HÖ„^ǃÎ_Utbh…?š_üzØSSÜh_ž_œa0ŽV?