【HMAC-SHA1算法以及工作原理】

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曾梦想执剑走天涯，我是程序猿【AK】

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简述概要

连接HMAC-SHA1工作原理以及工具代码

知识图谱

HMAC（Hash-based Message Authentication Code，基于散列的消息认证码）是一种结合了密钥和消息的认证方法，用于同时验证数据的完整性和数据的真实性。HMAC-SHA1 是 HMAC 算法的一种，它使用 SHA-1 散列函数。

HMAC-SHA1 的工作原理如下：

选择一个加密哈希函数（如 SHA-1）。
如果密钥长度大于哈希函数的块大小（对于 SHA-1 是 512 位），则先对密钥进行哈希处理；如果密钥长度小于块大小，则用零填充至块大小。
将处理后的密钥与一个内部的填充常量（ipad）进行异或运算，得到第一个密钥。
对消息进行处理，将消息与第一步得到的密钥进行异或运算。
对结果进行哈希处理。
将第一步得到的密钥与另一个外部的填充常量（opad）进行异或运算，得到第二个密钥。
对上一步的哈希结果与第二步得到的密钥进行异或运算。
对结果进行最终的哈希处理，得到最终的 HMAC 值。
以下是使用 Java 实现 HMAC-SHA1 的代码示例：

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Base64;public class HmacSha1Example {public static String hmacSha1(String data, String key) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException {// 获取HMAC-SHA1的Mac实例Mac sha1HMAC = Mac.getInstance("HmacSHA1");// 密钥转换为字节byte[] keyBytes = key.getBytes();// 使用给定的密钥初始化Mac对象SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(keyBytes, "HmacSHA1");sha1HMAC.init(secretKey);// 执行HMAC操作byte[] hashBytes = sha1HMAC.doFinal(data.getBytes());// 将得到的字节数组转换为十六进制字符串StringBuilder hexString = new StringBuilder();for (byte b : hashBytes) {String hex = Integer.toHexString(0xff & b);if (hex.length() == 1) {hexString.append('0');}hexString.append(hex);}// 返回Base64编码的字符串return Base64.getEncoder().encodeToString(hashBytes);}public static void main(String[] args) {try {String data = "The quick brown fox jumps over the lazy dog";String key = "secret";String hmacSha1 = hmacSha1(data, key);System.out.println("HMAC-SHA1: " + hmacSha1);} catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {e.printStackTrace();}}
}

在这个例子中，我们首先创建了一个 Mac 对象，指定使用 “HmacSHA1” 算法。然后，我们将密钥转换为字节，并创建一个 SecretKeySpec 对象来初始化 Mac 对象。接着，我们使用 doFinal 方法对数据进行 HMAC 操作。最后，我们将得到的字节数组转换为十六进制字符串，并使用 Base64 编码输出结果。

请注意，为了安全起见，不要在生产环境中使用 SHA-1，因为它已经被证明存在潜在的安全问题。在可能的情况下，使用更安全的哈希函数，如 SHA-256。