英文字母：
·字节数 : 1;编码：GB2312

字节数 : 1;编码：GBK

字节数 : 1;编码：GB18030

字节数 : 1;编码：ISO-8859-1

字节数 : 1;编码：UTF-8

字节数 : 4;编码：UTF-16

字节数 : 2;编码：UTF-16BE

字节数 : 2;编码：UTF-16LE

中文汉字：
字节数 : 2;编码：GB2312

字节数 : 2;编码：GBK

字节数 : 2;编码：GB18030

字节数 : 1;编码：ISO-8859-1

字节数 : 3;编码：UTF-8

字节数 : 4;编码：UTF-16

字节数 : 2;编码：UTF-16BE

字节数 : 2;编码：UTF-16LE
一般我们用的UTF-8 都是中文占三个字节，英文是占一个的~

1.2 base64的原理之类？

1.2 这部分来自于：
版权声明：本文为CSDN博主「二师兄-公众号-程序新视界」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/wo541075754/article/details/81734770

1.2.1 base64的由来？

目前Base64已经成为网络上常见的传输8Bit字节代码的编码方式之一。在做支付系统时，系统之间的报文交互都需要使用Base64对明文进行转码，然后再进行签名或加密，之后再进行（或再次Base64）传输。那么，Base64到底起到什么作用呢？

在参数传输的过程中经常遇到的一种情况：使用全英文的没问题，但一旦涉及到中文就会出现乱码情况。与此类似，网络上传输的字符并不全是可打印的字符，比如二进制文件、图片等。Base64的出现就是为了解决此问题，它是基于64个可打印的字符来表示二进制的数据的一种方法。

电子邮件刚问世的时候，只能传输英文，但后来随着用户的增加，中文、日文等文字的用户也有需求，但这些字符并不能被服务器或网关有效处理，因此Base64就登场了。随之，Base64在URL、Cookie、网页传输少量二进制文件中也有相应的使用。

图片对应的文件流对应的也是byte[]数组，所以图片转成base64是都经过了byte[] 数组对应的？

1.2.2 编码原理

Base64的原理比较简单，每当我们使用Base64时都会先定义一个类似这样的数组：

['A', 'B', 'C', ... 'a', 'b', 'c', ... '0', '1', ... '+', '/']

上面就是Base64的索引表，字符选用了"A-Z、a-z、0-9、+、/" 64个可打印字符，这是标准的Base64协议规定。在日常使用中我们还会看到“=”或“==”号出现在Base64的编码结果中，“=”在此是作为填充字符出现，后面会讲到。

Q： =号是什么？

Q：==号又是什么？

后面会有解答

1.2.3 具体的转换步骤

第一步，将待转换的字符串每三个字节分为一组，每个字节占8bit，那么共有24个二进制位。
第二步，将上面的24个二进制位每6个一组，共分为4组。
第三步，在每组前面添加两个0，每组由6个变为8个二进制位，总共32个二进制位，即四个字节。
第四步，根据Base64编码对照表（见下图）获得对应的值。

总结: 6个bit为一组，然后三个字节变成四个字节，因为每个字节前面的bit 都填了两个0.

然后找到base64编码对应的表

0　A　　17　R　　　34　i　　　51　z

1　B　　18　S　　　35　j　　　52　0

2　C　　19　T　　　36　k　　　53　1

3　D　　20　U　　　37　l　　　54　2

4　E　　21　V　　　38　m　　　55　3

5　F　　22　W　　　39　n　　　56　4

6　G　　23　X　　　40　o　　　57　5

7　H　　24　Y　　　41　p　　　58　6

8　I　　25　Z　　　42　q　　　59　7

9　J　　26　a　　　43　r　　　60　8

10　K　　27　b　　　44　s　　　61　9

11　L　　28　c　　　45　t　　　62　+

12　M　　29　d　　　46　u　　　63　/

13　N　　30　e　　　47　v

14　O　　31　f　　　48　w　　　

15　P　　32　g　　　49　x

16　Q　　33　h　　　50　y

1.2.4 可能面试会需要知道的

Base64字符表中的字符原本用6个bit就可以表示，现在前面添加2个0，变为8个bit，会造成一定的浪费。因此，Base64编码之后的文本，要比原文大约三分之一。
为什么使用3个字节一组呢？因为6和8的最小公倍数为24，三个字节正好24个二进制位，每6个bit位一组，恰好能够分为4组。

因为6和8的最小公倍数为24.所以文本用base64来表示的话，其实会更大一点。

1.2.5 位数不足情况

上面是按照三个字节来举例说明的，如果字节数不足三个，那么该如何处理？

两个字节：两个字节共16个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时总共16个二进制位，每6个一组，则第三组缺少2位，用0补齐，得到三个Base64编码，第四组完全没有数据则用“=”补上。因此，上图中“BC”转换之后为“QKM=”；
一个字节：一个字节共8个二进制位，依旧按照规则进行分组。此时共8个二进制位，每6个一组，则第二组缺少4位，用0补齐，得到两个Base64编码，而后面两组没有对应数据，都用“=”补上。因此，上图中“A”转换之后为“QQ==”；

不够的用0补，如果不到四个字节，用==来补充。

所以base64中的=号就这么出现的

1.2.6 注意事项

大多数编码都是由字符串转化成二进制的过程，而Base64的编码则是从二进制转换为字符串。与常规恰恰相反，
Base64编码主要用在传输、存储、表示二进制领域，不能算得上加密，只是无法直接看到明文。也可以通过打乱Base64编码来进行加密。
中文有多种编码（比如：utf-8、gb2312、gbk等），不同编码对应Base64编码结果都不一样。

2. 图片文件转base64的代码分析


public static String imageToBase64(File file) {
        byte[] data = null;
        try {
            InputStream in = new FileInputStream(file);
            data = new byte[in.available()];
            in.read(data);
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //不应该用类的实例访问静态资源，已更改
        return new String(Base64.encode(data));
    }

读取图片文件，所以文件流都是可以转成byte数组的，然后就可以使用base64的转码工具进行转码

3. base64的生成签名的一种小小思想


import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Base64;
 
/**
 * @Description : SignUtils
 * @Date : 2019/9/19
 * @Author : 
 */
public class SignUtils {
 
    public String generateSignature(String accessId, String base64Key, long timestamp) {
        String accessKey = new String(Base64.getDecoder().decode(base64Key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)), StandardCharsets.UTF_8);
        String signKey = accessId + "-" + timestamp;
        try {
            Mac hmacSha256 = Mac.getInstance("HmacSHA256");
            SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(accessKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "HmacSHA256");
            hmacSha256.init(secretKey);
            return Base64.getEncoder().encodeToString(hmacSha256.doFinal(signKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
        } catch (NoSuchAlgorithmException | InvalidKeyException e) {
            //这边应该使用log,应避免sout
            System.out.println(e.getMessage());
            return null;
        }
    }
}

accessId 是提前给客户生成好的。

然后，accessKey是使用base64加密过的key。

不过看完base64的原理之后，base都是通过byte数组来进行加密解密的。

所以这个加密是先通过Mac和 SecretKeySpec 来进行第一层加密，然后在对其进行第二层加密。

3.1 Mac类与SecretKeySpec 类的简单介绍

首先，看到这两个类的时候。

第一个时间也是点进去源码观察。

所属

Javax.crypto

加密操作提供类和接口

3.2 Mac类

这部分参考+ 转载：https://blog.csdn.net/mn960mn/article/details/78174234

消息摘要（数字摘要），它是把一个文本/文件通过摘要函数（hash函数）计算出一个结果。然后把文本/文件和摘要结果一同发给接受者
接受者接收到文件之后，也进行摘要，把两个摘要结果进行对比。如果一致就说明文本/文件和摘要是一致的

但是，这里有个问题，假设A把文件和摘要发给B，中途被C截获了。C把文件改了，同时把改后的文件进行摘要。然后把改后的文件和重新生成的摘要发给B。
B收到结果之后，进行摘要，对比发现，是一致的。但是此时文件是被篡改过的，B也不知道。接收方并不能察觉到数据被篡改。

所以说，普通的消息摘要不能验证身份和防篡改

为了解决这个问题，我们可以使用MAC（消息认证码（带密钥的hash函数））去解决

MAC，全称 Message Authentication Code，也称为消息认证码（带密钥的Hash函数），通信实体双方使用的一种验证机制，保证消息数据完整性的一种工具（防止被截获）

在发送数据之前，发送方首先使用通信双方协商好的散列函数计算其摘要值。在双方共享的会话密钥作用下，由摘要值获得消息验证码。之后，它和数据一起被发送。接收方收到报文后，首先利用会话密钥还原摘要值，同时利用散列函数在本地计算所收到数据的摘要值，并将这两个数据进行比对。若两者相等，则报文通过认证。

说白了就是计算摘要的时候，需要一个秘钥key，没有秘钥key就无法计算

注意：相同的消息，不同的key，摘要结果不同。

这也就是上面代码中的思想

Mac.getInstance支持的算法有：HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256等等

全部支持的算法见官方文档：

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/security/StandardNames.html#Mac

3.2.1 代码示例

PS:


SecretKeySpec secretKey = new SecretKeySpec(accessKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), "HmacSHA256");
hmacSha256.init(secretKey);

这个SecretKeySpec 是Key类的一种子类，所以Mac类需要使用init来初始化一个消息认证码。

这边的accessKey使用的是一个base64的key进行解码的一串字符串。

然后看下面的代码：


package com.dk.learndemo;
 
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.Key;
 
import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
 
 
/**
 * @Description : MacTest
 * @Date : 2019/9/20
 * @Author :
 */
public class MacTest {
 
    //秘钥（必须要是通信双方共享的）
    static final String STR_KEY = "266f5fe18e714688a083df4ca9f78064";
 
    /**
     * 其中，Mac.getInstance支持的算法有：HmacMD5、HmacSHA1、HmacSHA256等等
     * 全部支持的算法见官方文档：
     * https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/security/StandardNames.html#Mac
     */
    public static byte[] mac(String algorithm, Key key, byte[] data) throws Exception {
        Mac mac = Mac.getInstance(algorithm);
        //这里是关键，需要一个key（这里就是和普通的消息摘要的区别点）
        mac.init(key);
 
        byte[] result = mac.doFinal(data);
        return result;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] data = Files.readAllBytes(Paths.get("C:\\Users\\DK\\Downloads/apache-tomcat-8.5.45.tar.gz"));
 
        //这边的字符串填上或者不填有什么区别么 对于解密的时候有什么影响
        Key key = new SecretKeySpec(STR_KEY.getBytes(), "");
 
        //结果证明这边的第二个参数随便些什么都不会有影响。
        Key key2 = new SecretKeySpec(STR_KEY.getBytes(), "111");
 
        //使用MD5算法计算摘要
        byte[] md5Digest = mac("HmacMD5", key, data);
 
        //使用SHA256算法计算摘要
        byte[] shaDigest = mac("HmacSHA256", key, data);
 
        //这边是用Key2来计算摘要
        byte[] shaDigest2 = mac("HmacSHA256", key2, data);
 
        //把摘要后的结果转换成十六进制的字符串（也可以使用Base64进行编码）
        System.out.println(Hex.encodeHexString(md5Digest));
        System.out.println(Hex.encodeHexString(shaDigest));
        System.out.println(Hex.encodeHexString(shaDigest2));
    }
}

结果：

47011b8e70c69a77d4332dc62a6a2269
5b8c523b8f1c8302cb73eadb970217a1aae234cca96d362a90ece77c2cf41129
5b8c523b8f1c8302cb73eadb970217a1aae234cca96d362a90ece77c2cf41129

Key key2 = new SecretKeySpec(STR_KEY.getBytes(), "111");

这个字符串填什么并不影响结果，影响结果的是使用什么算法来计算摘要。

然后，我们可以使用OpenSSL，加上上面使用的秘钥key，计算摘要

对比结果，发现是一致的。

3.2.2 Mac支持的算法

Security.getAlgorithms("Mac").forEach(System.out::println);

结果：

PBEWITHHMACSHA512
PBEWITHHMACSHA224
PBEWITHHMACSHA256
HMACSHA384
PBEWITHHMACSHA384
HMACSHA256
HMACPBESHA1
HMACSHA224
HMACMD5
PBEWITHHMACSHA1
SSLMACSHA1
HMACSHA512
SSLMACMD5
HMACSHA1

3.3 SecretKeySpec

关于这个类，个人理解这个类是Key类的一个子类

但是实际上看源码中，这个类的继承关系是：

public class SecretKeySpec implements KeySpec, SecretKey {}具体的方法：

3.1 实现的接口类KeySpec


/**
 *
 * <P> This interface contains no methods or constants. Its only purpose
 * is to group (and provide type safety for) all key specifications.
 * All key specifications must implement this interface.
 *
 * @author Jan Luehe
 *
 *
 * @see java.security.Key
 * @see java.security.KeyFactory
 * @see EncodedKeySpec
 * @see X509EncodedKeySpec
 * @see PKCS8EncodedKeySpec
 * @see DSAPrivateKeySpec
 * @see DSAPublicKeySpec
 *
 * @since 1.2
 */
 
public interface KeySpec { }

此接口不包含任何方法或常量。它的唯一目的对所有关键规范进行分组（并提供类型安全）。所有关键规范都必须实现此接口。

3.2 SecretKey


package javax.crypto;
 
import java.security.Key;
import javax.security.auth.Destroyable;
 
public interface SecretKey extends Key, Destroyable {
    long serialVersionUID = -4795878709595146952L;
}

这边是接口继承了接口。

Key也是一个接口

3.3 Key

3.3.1 秘钥的概念

密钥分两种：对称密钥和非对称密钥。

非对称密钥里又包含公开密钥和私有密钥。

与密钥相关的还有一个概念是证书。证书主要用于鉴别密钥，通常将公开密钥放到证书里传输。

Java的安全体系里，密钥是通过JCE算法包实现的。操作密钥的引擎包含两部分：密钥生成器和密钥工厂。密钥生成器可以创建密钥，而密钥工厂将其进行包装展示到外部。所以对于编写程序来说，创建密钥包括两个步骤：1，用密钥生成器产生密钥；2，用密钥工厂将其输出为一个密钥规范或者一组字节码。

3.3.2 java的实现

Java里将密钥封装了一个接口——Key。非对称密钥有PublicKey和PrivateKey，均实现了该接口。从之前的“安全提供者框架”中的输出结果可以看到，不同的安全提供者提供了很多密钥生成算法，比较典型的是Sun的DSA和RSA以及JCE的Diffie-Hellman算法。

具体内容看：https://www.cnblogs.com/jpfss/p/8574341.html

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