MD5算法概述
MD5的作用是对一段信息(message)生成信息摘(message-digest)，该摘要对该信息具有唯一性,可以作为数字签名。用于验证文件的有效性(是否有丢失或损坏的数据),对用户密码的加密，在哈希函数中计算散列值。输入一个任意长度的字节串，生成一个128位的整数。由于算法的某些不可逆特征，在加密应用上有较好的安全性。并且MD5算法的使用不需要支付任何版权费用。唯一性和不可逆性都不是绝对的，从理论上分析是一种多对一的关系，但两个不同的信息产生相同摘要的概率很小。不可逆是指从输出反推输入所需的运算量和计算时间太大，使用穷搜字典的方法又需要太多的存储空间。
Web系统设计思路
本系统是基于java web，并借助strut2来实现的。基本的设计思路是通过web页面来先后两次计算系统外存中某文件的MD5值，并且进行比对，若是相同，文件没有被篡改，若是不同，则说明文件被篡改过。
Web版本文件防篡改系统详细的设计思路：通过jsp面取出系统外存中的某个需要计算的文件，jsp提交以后，通过strut2 的action带值跳转到java的逻辑层中。在逻辑层的action中调用dao方法，dao中封装了计算MD5值的方法。Dao方法中接受了jsp传过来的文件，并计算器MD5值，计算完成以后，将其值原路径返还给action，这是第一次计算文件的MD5值，将其保存在Session中，便于将其与第二次的MD5值进行比对。第一次顺利执行完以后跳转到success页面中。现在开始进行文件的第二次MD5计算，同样通过上述的方法。在计算完MD5值后，把第二次算出来的MD5值与第一次计算出来的，并且保存在session中的值进行比对，若相同，则没有变。若是不同，则说明被篡改过。
系统实现
第一步，Index.jsp中的源代码，
<!-- Index.jsp 在这里添加系统外存中的文件 -->
<center>
<form action="fileCrypt" method="get">
<table>
<tr>
<td>文件名:</td>
<td><input type="file" name="Md5FilesEntity.filename" />
</td>
<td><input type="submit" value="start" />
</td>
</tr>
</table>
</form>
</center>
第二步，struts配置文件中的源代码
<!-- struts2配置文件 -->
<struts>
<constant value="true" name="struts.devMode" />
<constant value="zh_CN" name="struts.locale" />
<constant value="utf-8" name="struts.i18n.encoding" />
<package name="default" extends="struts-default">
<action name="mdeAction" class="com.crypt.action.mdeAction"
method="codeCrype">
<result name="success">/index.jsp</result>
</action>
<action name="fileCrypt" class="com.crypt.action.FilesCryptAction">
<result name="success">/success.jsp</result>
</action>
<action name="fileCrypt2" class="com.crypt.action.FilesCryptAction" method="SetCrypt2">
<result name="success">/FilnallySuccess.jsp</result>
<result name="fail">/fail.jsp</result>
</action>
</struts>
第三步，经过struts2的跳转到FilesCryptAction
package com.crypt.action;
import java.io.IOException;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import org.apache.struts2.ServletActionContext;
import com.crypt.dao.Md5_dao;
import com.opensymphony.xwork2.ActionSupport;
import com.crypt.entity.Md5FilesEntity;
public class FilesCryptAction extends ActionSupport {
private Md5FilesEntity Md5FilesEntity = new Md5FilesEntity();
HttpServletRequest request = ServletActionContext.getRequest();
HttpSession session = request.getSession();
public Md5FilesEntity ge***5FilesEntity() {
return Md5FilesEntity;
}
public void se***5FilesEntity(Md5FilesEntity md5FilesEntity) {
Md5FilesEntity = md5FilesEntity;
}
public String execute() throws IOException {
String fileCode = null;
try {
fileCode = Md5_dao.getFileCode("e:" + Md5FilesEntity.getFilename());
session.setAttribute("fileCode", fileCode);//将第一次算出来的MD5值暂时保存在session中
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
Md5FilesEntity.setFileAfterHashCode1(fileCode);
return "success";
}
public String SetCrypt2() {
String fileCode2 = null;
try {
fileCode2 = Md5_dao
.getFileCode("e:" + Md5FilesEntity.getFilename());
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
Md5FilesEntity.setFileAfterHashCode2(fileCode2);
System.out.println("session1"+session.getAttribute("fileCode"));
if (fileCode2 .equals(session.getAttribute("fileCode"))) {
return "success";
} else {
return "fail";
}
}
}
第四步，action中开始带值跳转到Md5_dao中
package com.crypt.dao;
import com.crypt.md5.Md5Crypt_1;
import com.crypt.md5.Md5Crypt_2;
public class Md5_dao {
public static String getFileCode(String fileName) throws Exception {
System.out.println(fileName);
String hashCode = Md5Crypt_1.getHash(fileName, "MD5");
System.out.println(hashCode);
return hashCode;
}
}
第五步，在系统中已经做好了一个给某文件计算其MD5值得API，所以在DAO中直接调用，现在在Md5Crypt_1这个方法中直接处理
package com.crypt.md5;
import java.io.*;
import java.security.*;
public class Md5Crypt_1 {
public static char[] hexChar = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
'8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
public static void main(String[] args) throws Exception {
String fileName = "e:/111.txt";
String hashType = "MD5";
System.out.println(hashType + " == " + getHash(fileName, hashType));
}
public static String getHash(String fileName, String hashType)
throws Exception {
InputStream fis;
fis = new FileInputStream(fileName);
byte[] buffer = new byte[1024];
MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance(hashType);
int numRead = 0;
while ((numRead = fis.read(buffer)) > 0) {
md5.update(buffer, 0, numRead);
}
fis.close();
return toHexString(md5.digest());
}
public static String toHexString(byte[] b) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(b.length * 2);// 构造一个字符串生成器，并初始化为指定的字符串内容
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
sb.append(hexChar[(b & 0xf0) >>> 4]);// append 方法始终将这些字符添加到生成器的末端
sb.append(hexChar[b & 0x0f]);
}
return sb.toString();
}
}
第六步，成功的计算出文件的MD5的值以后，在action中将第一次的MD5存在Session中，并且通过struts2配置文件的配置，跳转到seccess.jsp中，显示第一次计算出的MD5值，并且提示开始进行第二次计算:
Success.jsp中的源代码:
<body>
第一次计算的md5值是:
<s:iterator value="Md5FilesEntity" id="Md5FilesEntity" status="L">
<s:property value="#Md5FilesEntity.fileAfterHashCode1" />
</s:iterator>
<center>
<form action="fileCrypt2" method="get">
<table>
<tr>
<td>文件名:</td>
<td><input type="file" name="Md5FilesEntity.filename" />
</td>
<td><input type="submit" value="start" />
</td>
</tr>
</table>
</form>
<form>
<textarea style="text-align: left;" rows="10" cols="41"
readonly="readonly">
<s:iterator value="Md5FilesEntity" id="Md5FilesEntity" status="L">
<s:property value="#Md5FilesEntity.Md5FileCode" />
</s:iterator>
</textarea>
</form>
</center>
</body>
第七步，开始进行第二次提交文件，计算其MD5值，按照上述流程再进行一次计算以后，把第二次计算出来的MD5值与第一次的值进行比对，若两次的MD5 相同的，则说明没有篡改；若两次的MD5值不同，则说明文件遭到篡改。至此整个系统就完成了。
文件防篡改系统测试
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