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MessageDigest类与MD5算法

（一）基本介绍

Java的MessageDigest 类 可以提供MD5算法或SHA算法用于计算出数据的摘要；它接收任意大小的数据，并输出计算后的固定长度的哈希值。这个输出的哈希值就是我们所说的信息摘要。

MD5算法得到的摘要是固定为 128 bit 的二进制串（一堆0和1，一共128个），为了更友好的表示摘要，一般都将 128位的二进制串 转为 32个16进制位 或 16个16进制位 如下：

栏目1	栏目2
原始数据	1234567890
16位小写摘要	f82d132f9bb018ca
16位大写摘要	F82D132F9BB018CA
32位小写摘要	e807f1fcf82d132f9bb018ca6738a19f
32位大写摘要	E807F1FCF82D132F9BB018CA6738A19F

（二）16位的摘要？

MD5算法得到的摘要固定长度位 128 bit 也就是32位，那么怎么还有16的摘要呢？
其实从上面的表格中可以看出，16位的摘要是取32位的摘要值的中间部分，即32位摘要中第8~24位的片段。

（三）MessageDigest类计算MD5摘要的步骤

1，创建MessageDigest对象

public static MesageDigest getInstance(String algorithm);

算法名不区分大小写，所以下面的写法都是正确的：

MesageDigest getInstance("MD5");
MesageDigest getInstance("md5");
MesageDigest getInstance("mD5");

2，向MessageDigest传送要计算的数据

该步骤就是调用下面的某个方法来完成数据的传递。

public void update(byte input);
public void update(byte[] input);
public void update(byte[] input, int offset, int len);

3，计算摘要

最后调用下面的某个方法来计算摘要。

public byte[] digest();
public byte[] digest(byte[] input);
public int digest(byte[] buf,int offset,int len);

4，将摘要转为16进制位的字符串

为了更友好的表示摘要，一般都将 128位的二进制串 转为 32个16进制位 或 16个16进制位 ，并以字符串的形式表示。

摘要一般以字符串的形式展示，所以在WEB应用中，用于表示密码的MD5摘要的数据库字段一般设置为String类型String password（虽然字段名字面意思表示账户密码，但实际上只是账户密码的MD5摘要）。

（四）基于MessageDigest类的MD5工具类实现

1，MD5工具类完整代码

import java.security.MessageDigest;

public class MD5Util {

    private static final String hexDigits[] = {"0", "1", "2", "3", "4", "5",
            "6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f"};

    /**
     * 将1个字节（1 byte = 8 bit）转为 2个十六进制位
     * 1个16进制位 = 4个二进制位 （即4 bit）
     * 转换思路：最简单的办法就是先将byte转为10进制的int类型，然后将十进制数转十六进制
     */
    private static String byteToHexString(byte b) {
        // byte类型赋值给int变量时，java会自动将byte类型转int类型，从低位类型到高位类型自动转换
        int n = b;

        // 将十进制数转十六进制
        if (n < 0)
            n += 256;
        int d1 = n / 16;
        int d2 = n % 16;

        // d1和d2通过访问数组变量的方式转成16进制字符串；比如 d1 为12 ，那么就转为"c"; 因为int类型不会有a,b,c,d,e,f等表示16进制的字符
        return hexDigits[d1] + hexDigits[d2];
    }

    /**
     * 将字节数组里每个字节转成2个16进制位的字符串后拼接起来
     */
    private static String byteArrayToHexString(byte b[]) {
        StringBuffer resultSb = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < b.length; i++){
            resultSb.append(byteToHexString(b[i]));
        }
        return resultSb.toString();
    }

    /**
     * MD5算法，统一返回大写形式的摘要结果，默认固定长度是 128bit 即 32个16进制位
     * String origin ：需要进行MD5计算的字符串
     * String charsetname ：MD5算法的编码
     */
    private static String MD5_32(String origin, String charsetname) {
        String resultString = null;
        try {
            // 1，创建MessageDigest对象
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            // 2，向MessageDigest传送要计算的数据;传入的数据需要转化为指定编码的字节数组
            md.update(origin.getBytes( charsetname ));
            // 3，计算摘要
            byte[] bytesResult = md.digest();

            // 第2步和第3步可以合并成下面一步
            // byte[] bytesResult = md.digest(origin.getBytes(charsetname));

            // 4,将字节数组转换为16进制位
            resultString = byteArrayToHexString( bytesResult );
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 统一返回大写形式的字符串摘要
        return resultString.toUpperCase();

    }

    /**
     * 获取 16位的MD5摘要，就是截取32位结果的中间部分
     */
    private static String MD5_16(String origin, String charsetname) {
        return MD5_32(origin, charsetname).substring(8,24);
    }

    public static void main(String[] args){
        String origin = "1234567890";

        // 默认MD5计算得到128 bit的摘要，即32个 16进制位
        String result_32 = MD5_32(origin, "utf-8");
        System.out.println(result_32);  // E807F1FCF82D132F9BB018CA6738A19F

        // 默认MD5计算得到即16个 16进制位
        String result_16 = MD5_16(origin, "utf-8");
        System.out.println(result_16);  // F82D132F9BB018CA
    }
}

2，没有调用update方法？

在很多时候，我们经常看到类似下面的写法：

byte[] bytesResult = md.digest(origin.getBytes(charsetname));

在这种写法中并没有代码显式地调用update方法，但跟下面的写法是一样的，实际上也调用了update方法：

// 2，向MessageDigest传送要计算的数据;传入的数据需要转化为指定编码的字节数组
md.update(origin.getBytes( charsetname ));
// 3，计算摘要
byte[] bytesResult = md.digest();

查看该digest(byte[] input)方法的源码，可以看到该方法其实就是将第2步和第3步封装成一个函数而已。

public byte[] digest(byte[] input) {
    update(input);
    return digest();
}