1. 编码解码（Encoding&Decoding）

1. Base64

将二进制数据转换成由64个字符组成的字符串的编码算法；需要明确的是，Base64并不是一个加密算法，因为它的码表是明文的，而且不高效，转换后增大数据体积，并且还要前后做两次转码操作（它的作用主要是价将字节型数据转换为字符型数据，比如图片传输，当然这是不规范的用法）；
如下图，base64将每6个字符生成一个0~63的数，再根据编码得到相应字符，可以参考wiki百科，查看相应内容；
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2. 加密解密

现代密码学不仅可以对文字进行加密，也可以对各种二进制文件进行加密

1. 对称加密

使用秘钥和加密算法对数据进行转换，得到的无意义数据即为密文；使用秘钥和解密算法对密文进行逆向转换，得到原数据；同一个秘钥，不同的算法；
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  • 经典算法：DES（56位，秘钥过短，基本弃用），AES（128位）
  • 缺点：秘钥传输会有泄密的风险

2. 非对称加密

使用公钥对数据进行加密得到密文；使用私钥对数据进行解密得到原数据；一样的算法，不同的秘钥
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客户端生成一对秘钥，将加密秘钥传输到另一端进行数据加密，加密数据在传输回来，这样中间者只能拿到一个加密秘钥与一段密文，无法进行解密；（公钥可能是可以被私钥计算出来的）比如：比特币的椭圆曲线算法；

  • 经典算法：RSA（加密和签名），DSA（只用来签名，速度快，例如椭圆曲线算法）;
  • 缺点：相比于对称加密，会非常耗性能

用公钥来加密的数据可以用私钥来进行解密，那么使用私钥进行加密的数据可以用公钥解密；（理解数字签名的基础）
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举个例子：就类似与原数据是1，使用公钥4加密后变成了5，再使用私钥6解密变成了11，丢弃进位是 1；
原数据还为1，使用私钥加密后变成7，再使用公钥4解密后变成了11，丢弃进位也是1；这个例子仅用于理解公钥与私钥加密，公钥与私钥加密并不是这样的；

2.1 数字签名

有一个问题，一旦当公钥泄露后，中间人是可以使用公钥伪装客户端发消息的，这个时候就需要使用到数据签名了；
数据签名简单点就是使用私钥对数据进行加密，表示这个数据是我发出的，因为私钥是唯一的，具有不可伪造性；使用公钥与原数据进行验证，得出签名结果；
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因此，如果想确保数据安全，数据加密与数据签名是缺一不可的；如下图：客户端发送加密数据时，使用公钥对数据进行加密，再使用私钥对数据进行签名，服务端收到数据后，使用私钥对数据进行解密，再使用对方公钥进行数据验证；
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其实，还有个漏洞，在这个过程中，中间人是可以使用公钥验证签名数据得到原数据的，因此还是不安全的，解决方法就是对数据进行Hash，Hash留到Hash部分补充；

3. 压缩与解压缩

压缩：把数据换一种方式来存储，以减小存储空间；

解压缩：把压缩后的数据还原成原来的格式，便于使用；
常见压缩算法：DEFLATE、JPEG、MP3
压缩属于编码吗？ 编码其实并没有很准确的概念，压缩解压缩其实也是编码解码的一种形式，但有损压缩并不属于编码，因为有损压缩是不可逆的；

4. 序列化

把数据对象（一般是内存中的，例如JVM中的对象）转换后字节序列的过程；就比如讲一个JavaBean转换成Json的形式，或将一个图片换成二进制的形式都属于序列化，只要将一个数据对象转换成一个连续的‘串’的形式都属于序列化；
对于序列化，我们最熟悉的是Java中Serializable，但并不是只有实现Serializable才可以序列化，而是实现Serializable之后虚拟机可以自动帮我们序列化；

序列化的目的就是为了让内存中的对象可以被存储和传输

反序列化

把字节序列重新转换成内存中的对象

5. Hash

把任意数据转换成指定大小范围（通常很小）的数据；个人不喜欢上面这个定义，因为很抽象；举个例子，每个学生对应着一个学号，通过学号可以便于对学生的管理，我们可以把学号理解为这个学生的hash值；其实就是对一个较大事务的较小抽象；Hash具有防破解，防碰撞（其实就是防重复）的特点

  • 经典算法：MD5，SHA1，SHA256
  • 实际用途：数据完整性验证，快速查找（hashCode和hashMap），隐私保护

隐私保护是指在服务器使用hash值保存密码，一旦服务器数据库被脱库，只能拿到数据的密码的hash值，hash值是不可逆的，因此此时密码还是安全的；但是如果密码过于简单，这时候可以用彩虹表查出来，彩虹表是对常用的数据进行的hash值存储，一旦hash值匹配，相当于密码被暴力破解了；
针对彩虹表，网站可以在用户设置密码之后，再添加一组复杂数据，称为‘yan’,再进行Hash计算，这个时候彩虹表的常用密码就不容易匹配到加‘yan’的hash表了；

为什么重写equals()方法时必须重写hashcode()方法

Java在判断两个对象是否相等时，先判断的并不是equals，而是hashcode，因为hashcode速度很快；两个对象的hashcode不等，那么两个对象一定不等，但hashcode相等时，此时两个对象并不一定相等（不理解的可以去查看hash值的生成方式），此时再去比较equals；
换句话说，按照Java的逻辑，如果equals相等，那么两个对象才是真的相等 ；但是equals比hashcode慢，因此用hashcode快速过滤掉不相等的数据；
重写equals方法，会修改两个对象相等的规则，此时如果不重写hashcode，会被hashcode提前过滤掉，影响数据准确性；

  • MD5不属于编码，也不属于加密；因为MD5是不可逆的，加密是可以解密的

在加密与签名部分留了一个漏洞，在这里进行补充；原数据计算出hash值（也叫摘要或者指纹），使用私钥对hash值进行签名，这一部分不会很大，附在原数据的后面，原数据使用公钥加密，到另一端后，使用私钥解密密文得到原文，再使用另一端公钥验证hash值，通过原文计算hash值，再对hash值进行比对，确认无误；
这样中间人只能拿到公钥，一段加密数据以及原数据的hash值，既无法伪造也无法解密；
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