おしりんブログ

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SHA！ えびばーでぃ！

SHA SHA1 SHA256 Base64

こんばんちょ。

さっきふと、自分のtwitterIDで検索かけたら
どんな検索結果が出てくるのかな？と思い、

ぐぐってみました。

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青春フルパワーで、うっきゅ～！！！！！！！
二年前も頭の悪さは相変わらずでした。


ところで先週、文字列をハッシュ関数化するメソッドとか、
エンコード（暗号化）するメソッドを作ったよ。（唐突）

具体的には

・SHA-1するメソッド
・HmacSHA-256するメソッド
・Base64エンコードするメソッド

このみっつ。（「SHA-?する」って表現でいいのかな）


今日はこの3つのメソッドについて、
またそれに関連する各用語について少しまとめたいと思うよ。


それでは。

・SHAとは
　Secure Hash Algorithm（セキュアハッシュアルゴリズム）のこと。
　
　一群の関連したハッシュ関数であり、
　アメリカ国立標準技術研究所 (NIST) によって
　アメリカ政府標準のハッシュ関数として採用されている。（Wiki引用）

　現在、SHAは
　「SHA-0」「SHA-1」「SHA-2」「SHA-3」の4種類が存在している。


通信する時のセキュリティを強化するために、
通信したい情報をぱっと見で分からない形に変える方法の一つがSHAって認識～

（恒例：うまくまとまらない）


では次に。

・SHA-1とは
　認証やデジタル署名などに使われるハッシュ関数のひとつ。
　2の64乗ビット以下の原文から160ビットの「ハッシュ値」を生成し、
　通信経路の両端で比較することで、
　通信途中で原文が改ざんされていないかを検出することができる。
　
　SHA-1はもっともよく使われる関数であり、
　さまざまなセキュリティのアプリケーションやプロトコルに採用されている。

　計算方法には初期値敏感性の不可逆な一方向関数を含むため、
　ハッシュ値は擬似的な乱数のような値をとり、
　これをもとに原文を再現することはできない。
　（引用元：http://e-words.jp/w/SHA-1.html）


・SHA-2とは
　任意長の原文から固定長の特徴的な値である
　「ハッシュ値」を求める計算手順(アルゴリズム)の標準規格の一つ。
　
　「SHA-224」「SHA-256」「SHA-384」「SHA-512」
　の4つをまとめた総称。
　
　末尾の数字がそれぞれのハッシュ値のビット長を表しており、
　一般的にはSHA-256が最もよく利用されている。
　（引用元：http://e-words.jp/w/SHA-2.html）


ハッシュ関数の種類だね～
用途に応じてどのハッシュ関数に変換するか決めるみたい。

ちなみに
いちばんセキュリティ安全性が高いのはSHA-512。

ハッシュ関数化のパターンとしては
2の512乗 通りのハッシュ値をとるんだって。

約1.341×10の154乗…
154乗ってなんぞや。


用語の説明はこんなもんにして、
メソッドお披露目～じゃーん。まずはSHA-1化メソッドから。

/**
 * SHA1化する
 *
 * @param str
 * @return SHA1化した文字列
 */
public static String toSHA1(String str) {
  MessageDigest digest;
  try {
    digest = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    throw new RuntimeException(e);
  }

  byte[] sha1;
  try {
    sha1 = digest.digest(str.getBytes("UTF-8"));
  } catch (UnsupportedEncodingException e) {
    throw new RuntimeException(e);
  }
  return new String(Hex.encodeHex(sha1));
}

してますね～SHA-1。

最後に文字列を16進数化 Hex.encodeHex(sha1)してるのは、
ハッシュキーの長さが16進数で表されてるから？

なんで16進数化するんですかって聞いた気がするけど
忘れてもーた。モーゼの墓。（？）

あした確認しよ。


つぎにSHA-256化メソッド。

/**
 * SHA256化する
 *
 * @param str
 * @return SHA256化した文字列
 */
public static String toSHA256(String str) {
  MessageDigest digest;
  try {
    digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
  } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    throw new RuntimeException(e);
  }

  byte[] sha256;
  try {
    sha256 = digest.digest(str.getBytes("UTF-8"));
  } catch (UnsupportedEncodingException e) {
    throw new RuntimeException(e);
  }
  return new String(Hex.encodeHex(sha256));
}

はい、何が変わったって
MessageDigest.getInstance("SHA-1")の部分が
MessageDigest.getInstance("SHA-256")に変わっただけだよ。


ふっつーーにSHA-?化するのは簡単っていうか
結構色々なサイトに方法（ソース）が乗っかってるから、
それを参考にすればいいんだけど、

今回のミッション、実は
「指定された公開鍵を使ってSHA-256化するんやで」だったんですよ。

これがなかなかネット上に方法が乗っかってなくて
ミッションコンプリーツに苦労しました。

しかも結局先輩が参考になりそうなサイトを見つけてくれて、
それを見ながらコードを書いたっていう。


じまさんダメダメじゃないっすか。
ダメダメじまさんですよ。

そんな感じで完成したSHA-256化メソッドfeat.公開鍵がこちら。

/**
 * HmacSHA256化する
 *
 * @param target 暗号化したい文字列
 * @param key 公開鍵
 * @return HmacSHA256エンコード化した文字列
 */
public static String toHmacSHA256(String target, String key) {

  byte[] result;
  try {
    SecretKeySpec sk = new SecretKeySpec(key.getBytes("UTF-8"), "HmacSHA256");

    Mac mac = Mac.getInstance("HmacSHA256");
    mac.init(sk);
    result = mac.doFinal(target.getBytes("UTF-8"));
  } catch (Exception e) {
    throw new RuntimeException();
  }
  return new String(Hex.encodeHex(result));
}

HmacSHA256って誰だおまえーーー

って感じだけど、とにかく公開鍵を使って暗号化するときは
java.security.MessageDigestじゃなくて、
javax.crypto.Macっていうのを使うんだって。

new SecretKeySpecすることで、
ただの文字列として渡ってきた鍵を、「公開鍵」として
使える状態に復元するところから始めなきゃいけないんだって。

で、Macさんにnew SecretKeySpecした公開鍵を渡してあげて、
doFinalでSHA-256化してもらう。的な流れ。


ヒェーーーうまくまとまらない。


そういえば、公開鍵ってそもそもなんだよ！唐突に出てきたな！
って感じなので、さらっと公開鍵についても触れる。

・公開鍵暗号とは
　対になる2つの鍵を使ってデータの暗号化・復号を行う暗号方式。

　公開鍵暗号では暗号化に使う鍵と復号に使う鍵が分離されており、
　公開鍵で暗号化されたデータは秘密鍵でしか復号することができない。
　
　鍵の持ち主は復号に使う鍵のみを他人に知られないように管理し、
　暗号化に使う鍵は公開する。
　
　このため、暗号化に使う鍵は公開鍵、復号に使う鍵は秘密鍵と呼ばれる。
　（引用元：http://e-words.jp/w/E585ACE9968BE98DB5E69A97E58FB7.html）


これまたセキュリティ強度を上げる方法の一つですな。


最後にもういっちょ、セキュリティ強化の仕上げに
Base64エンコーディングもかけますか。

/**
 * Base64エンコードする
 *
 * @param sha256
 * @return Base64エンコード化した文字列
 */
public static String toBase64(String sha256) {
  byte[] encodedBytes;
  String result;
  try {
    encodedBytes = Base64.encodeBase64(sha256.getBytes("UTF-8"));
    result = new String(encodedBytes, "UTF-8");
  } catch (UnsupportedEncodingException e) {
    // 通常ありえない
    throw new RuntimeException();
  }
  return result;
}

もうづかれだ。ねむい。

最後に。importしたのはこのひとたち。
本番環境では上のメソッドたちは一つのクラスにまとまってるよ。

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

import javax.crypto.Mac;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

あとあれ。現場では、
Sha256化した文字列をさらにBase64エンコーディングしていたよ。


…なんかまた微妙な記事を投稿してしまった。
三連休終わってしまった。

明日からもがんばるどおおおおおおおﾄﾞﾄﾞﾄﾞﾄﾞ
なにするんだろ。
おやスヤァ。