数字安全二之密钥结合消息摘要

HMACSHA256的定义

HMACSHA256是一种使用 SHA-256 哈希算法的 HMAC（基于哈希的消息认证码，Hash-based Message Authentication Code） 机制。它结合了【散列函数】 和 【密钥】，用于确保消息的完整性和真实性

HMAC 与 SHA-256 的作用：

HMAC: HMAC 是一种消息认证码，用来验证消息的完整性和身份的真实性。它通过一个 密钥 和一个 散列函数（比如 SHA-256）对消息进行处理。相比单纯的哈希函数，HMAC 具有更高的安全性，因为它依赖于一个密钥，而不仅仅是消息内容。
SHA-256: SHA-256 是一种广泛使用的加密安全散列算法（属于 SHA-2 家族），它将任意长度的输入转换为一个长度为 256 位（32 字节）的固定长度输出。它被认为是相对安全的哈希算法。

HMAC-SHA256 的工作原理：

HMAC 结合了一个【秘密密钥】和【输入消息】，通过以下步骤生成消息认证码：
1.密钥处理：密钥如果长度不足会进行填充，过长则会进行哈希压缩。
2.内部哈希：将密钥与消息进行拼接并进行哈希计算。
3.外部哈希：对内部哈希结果进行进一步处理，再次通过哈希函数生成最终的认证码。
这个过程确保了即使消息的内容被篡改，没有正确的密钥，也无法生成相同的 HMAC 值，从而确保了数据的完整性和真实性。

HMACSHA256 的作用：

数据完整性：保证消息在传输过程中未被篡改。如果消息在传输中被更改，接收方计算的 HMAC 值将与发送方的不同。
身份验证：由于 HMAC 需要密钥，接收方可以通过验证 HMAC 值来确认消息是否来自合法发送方。

Java 实现 HMAC-SHA256

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Base64;

public class HMACSHA256Example {

public static void main(String[] args) {
     String secretKey = "your-secret-key";
     String message = "Hello, World!";

    try {
         // 创建一个HMAC-SHA256的Mac实例
         Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256");
         
         // 初始化密钥
         SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(secretKey.getBytes(), "HmacSHA256");
         mac.init(secretKeySpec);
         
         // 计算HMAC哈希值
         byte[] hmacSha256Bytes = mac.doFinal(message.getBytes());
         
         // 将结果转换为Base64或十六进制输出（这里使用Base64编码）
         String hmacSha256Base64 = Base64.getEncoder().encodeToString(hmacSha256Bytes);
         
         // 输出HMAC-SHA256结果
         System.out.println("HMAC-SHA256: " + hmacSha256Base64);
         
     } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
     }
 }

}

类似的常见算法：

HmacSHA256: 使用 SHA-256 的 HMAC 算法。
HmacSHA1: 使用 SHA-1 的 HMAC 算法。
HmacMD5: 使用 MD5 的 HMAC 算法。

HMAC-SHA256 和 SHA-256 的区别
特性SHA-256HMAC-SHA256****全称安全哈希算法 256 位 (Secure Hash Algorithm 256-bit)基于密钥的消息认证码 (Hash-based Message Authentication Code using SHA-256)用途生成数据的哈希摘要，用于验证数据的完整性生成基于密钥的哈希值，用于验证消息的完整性和真实性是否使用密钥否是安全性提供数据完整性验证，但不能验证数据来源提供数据完整性和数据来源的验证抗篡改能力数据可能被篡改，但无法发现结合密钥后，可以检测数据是否被篡改应用场景文件校验、数字签名、加密货币、密码哈希API 请求签名、消息认证、网络协议安全输出长度256 位（32 字节）256 位（32 字节）长度扩展攻击可能受到长度扩展攻击抗长度扩展攻击算法复杂度较低，只需单次哈希计算较高，需要两次哈希计算（内、外层）速度更快略慢，因为要进行两次哈希运算依赖的安全因素SHA-256 算法的抗碰撞性和抗篡改性SHA-256 算法和密钥的安全性是否提供身份验证否是