Shiro-05-shiro 基础知识补充密码学+哈希散列

news2025/1/20 1:38:35

密码学

密码术是隐藏或混淆数据的过程，因此窥探眼睛无法理解它。

Shiro的加密目标是简化JDK的加密支持并使之可用。

需要特别注意的是，密码通常不是特定于主题的，因此Shiro API的其中一个领域不是特定于主题的。

即使未使用“主题”，您也可以在任何地方使用Shiro的加密支持。

Shiro真正侧重于其加密支持的两个领域是加密哈希（又名消息摘要）和加密密码领域。

让我们更详细地看看这两个。

散列

如果您使用了JDK的MessageDigest类，您很快就会意识到使用它有点麻烦。它具有笨拙的基于静态方法的基于工厂的API，而不是面向对象的API，因此您不得不捕获可能永远不需要捕获的已检查异常。如果您需要十六进制编码或Base64编码的消息摘要输出，则由您自己决定-两者均不提供标准的JDK支持。

Shiro通过干净直观的哈希API解决了这些问题。

例如，让我们考虑MD5散列文件并确定该散列的十六进制值的相对常见的情况。称为“校验和”，通常在提供文件下载时使用-用户可以对下载的文件执行自己的MD5哈希，并断言其校验和与下载站点上的校验和匹配。如果它们匹配，则用户可以充分假设文件在传输过程中未被篡改。

在没有Shiro的情况下，您可以尝试以下操作：

将文件转换为字节数组。 JDK中没有任何东西可以帮助您解决此问题，因此您需要创建一个辅助方法，该方法可以打开FileInputStream，使用字节缓冲区并抛出适当的IOException等。
使用MessageDigest类对字节数组进行哈希处理，以处理适当的异常，如下面的清单12所示。
将散列字节数组编码为十六进制字符。 JDK中也没有任何东西可以提供帮助，因此您需要创建另一个帮助器方法，并可能在实现中使用按位运算和移位。

Listing 12. JDK’s MessageDigest

try {
    MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
    md.digest(bytes);
    byte[] hashed = md.digest();
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    e.printStackTrace();
}

对于如此简单且相对常见的事物而言，这是一项巨大的工作。

现在，说明如何使用Shiro进行完全相同的操作。

String hex = new Md5Hash(myFile).toHex();

使用Shiro简化所有工作时，了解正在发生的事情非常简单和容易。

SHA-512哈希和密码的Base64编码也很容易。

String encodedPassword =
    new Sha512Hash(password, salt, count).toBase64();

您会看到Shiro在很大程度上简化了哈希和编码，从而在此过程中节省了一些理智。

密码

密码是可以使用密钥可逆地转换数据的密码算法。我们使用它们来保护数据安全，尤其是在传输或存储数据时，尤其是在数据容易被撬开的时候。

如果您曾经使用过JDK密码API，尤其是javax.crypto.Cipher类，那么您就会知道，驯服它可能是一件极其复杂的事情。对于初学者来说，每种可能的Cipher配置始终由javax.crypto.Cipher的实例表示。

需要做公钥/私钥加密吗？

您使用密码。是否需要使用分组密码进行流操作？您使用密码。是否需要创建AES 256位密码来保护数据？您使用密码。你明白了。

以及如何创建所需的Cipher实例？

您创建了一个复杂的，不直观的，用令牌分隔的密码选项字符串，称为“转换字符串”，并将该字符串传递给Cipher.getInstance静态工厂方法。使用这种密码选项字符串方法，没有类型安全性来确保您使用有效的选项。这也隐含地意味着没有JavaDoc可以帮助您了解相关选项。而且，即使您知道配置正确，也需要处理经过检查的异常，以防您的字符串格式错误。如您所见，使用JDK Ciphers是一项繁琐的任务。这些技术很久以前曾经是Java API的标准，但是时代已经改变，我们希望有一种更简单的方法。

Shiro试图通过引入其CipherService API简化整个密码算法的概念。

大多数开发人员在保护数据时都希望使用CipherService：一种简单，无状态，线程安全的API，可以在一个方法调用中完整地加密或解密数据。您所需要做的就是提供密钥，然后可以根据需要加密或解密。

例如，可以使用256位AES加密，如下面的清单13所示。

Listing 13. Apache Shiro’s Encryption API

AesCipherService cipherService = new AesCipherService();
cipherService.setKeySize(256);
//create a test key:
byte[] testKey = cipherService.generateNewKey();

//encrypt a file’s bytes:
byte[] encrypted =
    cipherService.encrypt(fileBytes, testKey);