加密与安全_深入了解Hmac算法（消息认证码）
文章目录[*]Pre
[*]HMAC概述
[*]常见的Hmac算法
[*]Code
[*] * 随机的key的生成 KeyGenerator
[*]HmacMD5
[*] * 用Hmac算法取代原有的自定义的加盐算法
[*]HmacMD5 VS MD5
[*]HmacSHA256
Pre
加密与安全_深入了解哈希算法中我们提到，
存储用户的哈希口令时，要加盐存储，目的就在于反抗彩虹表攻击。
digest = hash(input)
正是由于雷同的输入会产生雷同的输出，我们加盐的目的就在于，使得输入有所变革：
digest = hash(salt + input)
这个salt可以看作是一个额外的“认证码”，同样的输入，差别的认证码，会产生差别的输出。因此，要验证输出的哈希，必须同时提供“认证码”。
Hmac算法就是一种基于密钥的消息认证码算法，它的全称是Hash-based Message Authentication
Code，是一种更安全的消息择要算法 。
Hmac算法总是和某种哈希算法配合起来用的。比方，我们使用MD5算法，对应的就是HmacMD5算法，它相称于“加盐”的MD5：
HmacMD5 ≈ md5(secure_random_key, input)
HMAC概述
HMAC（Hash-based Message Authentication
Code）算法是一种基于哈希函数的消息认证码算法，用于验证消息的完整性和认证消息的发送者。它结合了哈希函数和密钥，通过将密钥与消息进行哈希运算来生成消息认证码。
HMAC的盘算过程如下：
[*]首先，选择一个适当的哈希函数（如MD5、SHA-1、SHA-256等）和一个密钥。
[*]将密钥进行适当的填充和处置惩罚，以满足哈希函数的输入长度要求。
[*]将消息与填充后的密钥按照特定的方式进行组合。
[*]对组合后的数据进行哈希运算。
[*]将哈希结果作为消息认证码输出。
接收方在接收到消息后，也会使用雷同的密钥和哈希函数来盘算消息的HMAC值，并与发送方发送的HMAC值进行比较。如果两者一致，则消息完整且来自合法发送者；否则，可能存在消息被窜改或来自未经授权的发送者的风险。
通俗地讲，HMAC算法就像是一种“暗码验证器”，它确保数据在传输过程中不被窜改。
想象你要给朋友寄一封信，但你担心信被别人窜改了。你可以用HMAC来解决这个标题。首先，你会在信封上写下你的签名。但这次不是用笔签名，而是用一种特别的本事来生成一个“密钥”。这个密钥就像是你的个人暗码，只有你和你的朋友知道。
然后，你把这个签名和信一起寄出去。你的朋友收到信后，也知道这个密钥。他会用同样的方法再次生成签名，然后比对你寄来的签名。如果两个签名一样，说明信没有被窜改，由于只有你和你的朋友知道这个特别的“暗码”。
所以，HMAC就是通过一种双重的“暗码”验证机制，确保数据的完整性和安全性。HMAC算法具有较强的安全性和广泛的应用，常用于网络通信、数据传输、数字签名等领域，以确保数据的完整性和安全性。
常见的Hmac算法
HMAC（Hash-based Message Authentication Code）算法可以与很多哈希函数结合使用，常用的哈希函数包罗：
[*]HMAC-MD5：使用MD5哈希函数生成HMAC。
[*]HMAC-SHA1：使用SHA-1哈希函数生成HMAC。
[*]HMAC-SHA256：使用SHA-256哈希函数生成HMAC。
[*]HMAC-SHA512：使用SHA-512哈希函数生成HMAC。
这些算法提供了差别的哈希函数选项，可以根据安全性需求和性能思量选择适合的算法。通常情况下，较新的SHA-256和SHA-512算法被以为比MD5和SHA-1更安全，因此在安全要求较高的场景中更常用。
Code
随机的key的生成 KeyGenerator
通过使用Java标准库中的KeyGenerator生成安全的随机密钥，可以确保密钥的随机性和安全性，从而增强了加密算法的安全性。
KeyGenerator类提供了生成对称密钥的功能，可以根据指定的算法和安全随机数生成器来生成密钥。通常情况下，可以使用
[*]KeyGenerator.getInstance(String algorithm)方法来获取KeyGenerator实例，
[*]然后使用KeyGenerator.init(int keysize)方法指定密钥的长度，
[*]末了通过KeyGenerator.generateKey()方法生成密钥。
这样生成的密钥通常会具有充足的长度和随机性，可以或许反抗常见的暗码攻击，如穷举搜刮和字典攻击。因此，使用Java标准库中的KeyGenerator生成安全的随机密钥是一种保举的做法，有助于提高系统的安全性。
HmacMD5
HmacMD5可以看作带有一个安全的key的MD5。使用HmacMD5而不是用MD5加salt，有如下好处：
[*]HmacMD5使用的key长度是64字节，更安全；
[*]Hmac是标准算法，同样实用于SHA-1等其他哈希算法；
[*]Hmac输出和原有的哈希算法长度一致。
可见，Hmac本质上就是把key混入择要的算法。验证此哈希时，除了原始的输入数据，还要提供key。
package com.artisan.securityalgjava.hmac;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.math.BigInteger;
/**
* @author 小工匠
* @version 1.0
* @mark: show me the code , change the world
*/
public class HmacTest {
public static void main(String[] args)throwsException{
// 创建 KeyGenerator 实例并指定算法为 HmacMD5
KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5");
// 生成随机密钥
SecretKey key = keyGen.generateKey();
// 打印随机生成的密钥
byte[] skey = key.getEncoded();
System.out.println("随机生成的密钥：" + new BigInteger(1, skey).toString(16));
// 创建 Mac 实例并指定算法为 HmacMD5
Mac mac = Mac.getInstance("HmacMD5");
// 初始化 Mac 实例
mac.init(key);
// 更新消息
mac.update("HellArtisan".getBytes("UTF-8"));
// 计算 HMAC 值
byte[] result = mac.doFinal();
// 打印 HMAC 值
System.out.println("HMAC 值：" + new BigInteger(1, result).toString(16));
}
}
使用Java标准库生成HmacMD5算法的随机密钥，并盘算给定消息（“HellArtisan”）的HMAC值。
用Hmac算法取代原有的自定义的加盐算法
我们可以用Hmac算法取代原有的自定义的加盐算法，因此，存储用户名和口令的数据库布局如下：
| username | secret_key | password |
|----------|----------------------------------|---------------------------------------|
| bob | a8c06e05f92e...5e16 | 7e0387872a57c85ef6dddbaa12f376de |
| alice | e6a343693985...f4be | c1f929ac2552642b302e739bc0cdbaac |
| tim | f27a973dfdc0...6003 | af57651c3a8a73303515804d4af43790 |
每行包罗用户名（username）、随机生成的密钥（secret_key，长度为64字节），以及使用Hmac算法生成的暗码哈希值（password）。密钥用于盘算Hmac，确保暗码的安全性。
package com.artisan.securityalgjava.hmac;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
/**
* HMAC示例：使用预先生成的密钥计算HMAC值
* @author artisan
*/
public class HmacVerifyTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 预先生成的密钥
byte[] hkey = new byte[]{106, 70, -110, 125, 39, -20, 52, 56, 85, 9, -19, -72, 52, -53, 52, -45, -6, 119, -63,
30, 20, -83, -28, 77, 98, 109, -32, -76, 121, -106, 0, -74, -107, -114, -45, 104, -104, -8, 2, 121, 6,
97, -18, -13, -63, -30, -125, -103, -80, -46, 113, -14, 68, 32, -46, 101, -116, -104, -81, -108, 122,
89, -106, -109};
// 创建SecretKey对象
SecretKey key = new SecretKeySpec(hkey, "HmacMD5");
// 获取Mac实例并指定算法为HmacMD5
Mac mac = Mac.getInstance("HmacMD5");
// 使用密钥初始化Mac实例
mac.init(key);
// 更新消息
mac.update("HelloArtisan".getBytes("UTF-8"));
// 计算HMAC值
byte[] result = mac.doFinal();
// 打印HMAC值
System.out.println(Arrays.toString(result));
// [-22, 82, 110, 65, -70, -122, 93, 121, 48, 96, -40, -78, 126, 46, -47, 112]
}
}
// 创建SecretKey对象，使用预先生成的密钥字节数组和算法名称"HmacMD5"
SecretKey key = new SecretKeySpec(hkey, "HmacMD5");
这行代码的作用是创建一个SecretKey对象，使用预先生成的密钥字节数组（hkey）作为密钥，同时指定算法名称为"HmacMD5"。
这就是规复SecretKey的代码。
HmacMD5 VS MD5
相比于直接使用MD5哈希算法，使用HmacMD5算法需要经过一些额外的步调来生成哈希值。
下面是使用HmacMD5算法生成哈希值的步调：
[*]通过名称"HmacMD5"获取KeyGenerator实例。
[*]通过KeyGenerator创建一个SecretKey实例，这个密钥将用于初始化Mac实例。
[*]通过名称"HmacMD5"获取Mac实例。
[*]用SecretKey初始化Mac实例，以指定使用的密钥。
[*]对Mac实例反复调用update(byte[])输入数据，可以多次调用update方法以输入数据的差别部分。
[*]调用Mac实例的doFinal()方法获取最终的哈希值。
这些步调确保了使用HmacMD5算法生成哈希值时的安全性和精确性。
HmacMD5算法结合了MD5哈希算法和密钥，提供了更高的安全性和防御性，实用于需要对消息进行完整性验证和身份认证的场景。
HmacSHA256
https://github.com/aperezdc/hmac-sha256/blob/master/hmac-sha256.c
package com.artisan.securityalgjava.hmac;
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
/**
* @author 小工匠
* @version 1.0
* @mark: show me the code , change the world
*/
public class HmacSHA256Example {
public static void main(String[] args) {
// 要加密的消息
String message = "Hello, HMAC!";
// 密钥
String key = "secretKey";
try {
// 计算HMAC-SHA256值
byte[] result = calculateHmacSHA256(message, key);
// 将字节数组转换成十六进制字符串
String hmacSHA256 = bytesToHex(result);
// 打印HMAC-SHA256值
System.out.println("HMAC-SHA256: " + hmacSHA256);
} catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 计算HMAC-SHA256值
* @param message
* @param key
* @return
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws InvalidKeyException
*/
public static byte[] calculateHmacSHA256(String message, String key)
throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {
// 创建HmacSHA256实例
Mac hmacSHA256 = Mac.getInstance("HmacSHA256");
// 创建密钥对象
SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(key.getBytes(), "HmacSHA256");
// 使用密钥初始化Mac实例
hmacSHA256.init(secretKey);
// 计算消息的HMAC-SHA256值并返回
return hmacSHA256.doFinal(message.getBytes());
}
/**
* 将字节数组转换成十六进制字符串
* @param bytes
* @return
*/
public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
StringBuilder result = new StringBuilder();
for (byte b : bytes) {
result.append(String.format("%02x", b));
}
return result.toString();
}
}
首先定义了要加密的消息和密钥。然后，使用calculateHmacSHA256方法盘算消息的HMAC- SHA256值。末了，将盘算得到的字节数组转换成十六进制字符串，并打印输出。
接下来我将给各位同学划分一张学习计划表！
学习计划
那么标题又来了，作为萌新小白，我应该先学什么，再学什么？
既然你都问的这么直白了，我就告诉你，零基础应该从什么开始学起：
阶段一：低级网络安全工程师
接下来我将给大家安排一个为期1个月的网络安全低级计划，当你学完后，你根本可以从事一份网络安全相关的工作，比如渗出测试、Web渗出、安全服务、安全分析等岗位；此中，如果你等保模块学的好，还可以从事等保工程师。
综合薪资区间6k~15k
1、网络安全理论知识（2天）
①了解行业相关配景，前景，确定发展方向。
②学习网络安全相关法律法规。
③网络安全运营的概念。
④等保简介、等保规定、流程和规范。（非常重要）
2、渗出测试基础（1周）
①渗出测试的流程、分类、标准
②信息收集技术：自动/被动信息搜集、Nmap工具、Google Hacking
③毛病扫描、毛病使用、原理，使用方法、工具（MSF）、绕过IDS和反病毒侦探
④主机攻防演练：MS17-010、MS08-067、MS10-046、MS12-20等
3、操作系统基础（1周）
①Windows系统常见功能和下令
②Kali Linux系统常见功能和下令
③操作系统安全（系统入侵排查/系统加固基础）
4、盘算机网络基础（1周）
①盘算机网络基础、协媾和架构
②网络通信原理、OSI模型、数据转发流程
③常见协议解析（HTTP、TCP/IP、ARP等）
④网络攻击技术与网络安全防御技术
⑤Web毛病原理与防御：自动/被动攻击、DDOS攻击、CVE毛病复现
5、数据库基础操作（2天）
①数据库基础
②SQL语言基础
③数据库安全加固
6、Web渗出（1周）
①HTML、CSS和JavaScript简介
②OWASP Top10
③Web毛病扫描工具
④Web渗出工具：Nmap、BurpSuite、SQLMap、其他（菜刀、漏扫等）
https://img-blog.csdnimg.cn/9342a47116654b6fa263d98ddc1440ee.png#pic_center
那么，到此为止，已经耗时1个月左右。你已经乐成成为了一名“脚本小子”。那么你还想接着往下探索吗？
阶段二：中级or高级网络安全工程师（看自己本事）
综合薪资区间15k~30k
7、脚本编程学习（4周）
在网络安全领域。是否具备编程本事是“脚本小子”和真正网络安全工程师的本质区别。在实际的渗出测试过程中，面对复杂多变的网络环境，当常用工具不能满足实际需求的时间，往往需要对现有工具进行扩展，大概编写符合我们要求的工具、自动化脚本，这个时间就需要具备一定的编程本事。在分秒必争的CTF比赛中，想要高效地使用自制的脚本工具来实现各种目的，更是需要拥有编程本事。
零基础入门的同学，我建议选择脚本语言Python/PHP/Go/Java中的一种，对常用库进行编程学习
搭建开发环境和选择IDE，PHP环境保举Wamp和XAMPP，IDE强烈保举Sublime；
Python编程学习，学习内容包罗：语法、正则、文件、 网络、多线程等常用库，保举《Python焦点编程》，没须要看完
用Python编写毛病的exp,然后写一个简单的网络爬虫
PHP根本语法学习并誊写一个简单的博客系统
熟悉MVC架构，并试着学习一个PHP框架大概Python框架 (可选)
了解Bootstrap的布局大概CSS。
阶段三：顶级网络安全工程师
如果你对网络安全入门感兴趣，那么你需要的话可以点击这里
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