身份證的加密與壓縮思路與實現

 

假設場景：假設將身份證號應用於數據庫主鍵，但要知足兩方面要求：1.不能明文存儲。2.壓縮長度。

(一)身份證的規則

目前我國身份證是18位按必定規則生成的字符串。其生成規則以下：

數字地址碼(6) + 數字出生日期碼(8) + 數字順序碼(3) + 數字校驗碼(1)

地址碼：表示編碼對象常住戶口所在縣(市、旗、區)的行政區劃代碼，按GB/T2260的規定執行。

出生日期碼：表示編碼對象出生的年、月、日，按GB/T7408的規定執行，年、月、日代碼之間不用分隔符。

順序碼：表示在同一地址碼所標識的區域範圍內，對同年、同月、同日出生的人編定的順序號，順序碼的奇數分配給男性，偶數分配給女性。

校驗碼：

（1）十七位數字本體碼加權求和公式 S = Sum(Ai * Wi), i = 0, ... , 16 ，先對前17位數字的權求和
        Ai:表示第i位置上的身份證號碼數字值 Wi:表示第i位置上的加權因子

        Wi: 7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4
（2）計算模 Y = mod(S, 11) ， Y取值： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

（3）經過模獲得對應的校驗碼: 1 0 X 9 8 7 6 5 4 3 2

(二)身份證檢驗

按上述規範編寫的身份證檢驗邏輯，能夠參考最後的代碼。

(三)身份證加密與壓縮

基本思路：將身份證按必定規律拆解，而後按必定的計算方式進行換算。拆解方式以下：

城市（2）+地址（4）+年份（4）+月份（2）+天（2）+順序號（3）+校驗碼（1）

（1）將城市和校驗碼的對應關係打亂後轉換成36進制字符。

（2）地址、月份、天、順序號直接轉化成36進制字符。固然也能夠加一點點的其它運算。另外還能夠適當地進行位數的壓縮。如月份取值：1-12，在36進制的狀況下，一位字符便可。

（3）年份-固定一個年份（如：1800），將結果轉化成36進制。這裏採用2位36進制保存，能夠支持使用1295年了。

最後生成的結果組成方式以下, 一共13位字符：

城市(2)+地址(4)+年份(2)+月份(1)+天(1)+順序碼(2)+校驗碼(1)

(四)示例代碼 

package com.zheng.coderepo.idcard;

import org.apache.commons.lang3.ArrayUtils;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import java.math.BigInteger;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;

/**
* Created by zhangchaozheng on 17-2-21.
*/
public class IdCardUtils {
    /**
     * 省、直轄市代碼表
     */
    public static final String cityCode[] = {
            "11", "12", "13", "14", "15", "21", "22", "23", "31", "32", "33", "34", "35", "36", "37", "41",
            "42", "43", "44", "45", "46", "50", "51", "52", "53", "54", "61", "62", "63", "64", "65", "71",
            "81", "82", "91"
    };

    /**
     * 每位加權因子
     */
    public static final int Wi[] = {7, 9, 10, 5, 8, 4, 2, 1, 6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2};

    /**
     * 第18位校檢碼
     */
    public static final String ValCodeArr[] = {"1", "0", "X", "9", "8", "7", "6", "5", "4", "3", "2"};

    /**
     * 省、直轄市代碼表
     */
    public static final String cityCode_encrypt[] = {
            "15", "16", "17", "18", "19", "20", "99", "23", "24", "01", "02", "03", "44", "45", "46", "47",
            "48", "49", "61", "62", "63", "95", "96", "97", "64", "67", "68", "69", "51", "52", "53", "54",
            "55", "56", "88"
    };

    /**
     * 第18位校檢碼
     */
    public static final String ValCodeArr_encrypt[] = {"5", "8", "4", "1", "2", "3", "7", "12", "13", "15", "21"};

    private static final int FROM_YEAR = 1800;
    /**
     * 檢查身份證是否合法
     * @param idNo
     * @return
     */
    public static boolean checkIdNo(String idNo) {
        // 1.檢查身份證長度
        if (idNo.length() != 18) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證號碼長度應該爲18位。");
        }

        // 2.檢查身份證號是否符合數字規則
        String Ai = idNo.substring(0, 17);
        if (StringUtils.isNumeric(Ai) == false) {
            throw new IllegalArgumentException("18位號碼除最後一位外，都應爲數字。");
        }

        // 3.檢查出年日期是否有效
        String strYear = Ai.substring(6, 10);// 年份
        String strMonth = Ai.substring(10, 12);// 月份
        String strDay = Ai.substring(12, 14);// 月份
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        int currentYear = cal.get(Calendar.YEAR);
        int year = Integer.parseInt(strYear);
        if ((currentYear - year) < 0 || (currentYear - year) > 150) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證出生日期年份無效。");
        }

        int month = Integer.parseInt(strMonth);
        if (month < 0 || month > 12) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證出生日期月份無效。");
        }

        int day = Integer.parseInt(strDay);
        if (day < 0 || day > 31) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證出生日期的天無效。");
        }

        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMdd");
        sdf.setLenient(false);
        try {
            sdf.parse(strYear + strMonth + strDay);
        } catch (Exception e) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證出生日期無效。");
        }

        // 4.地區碼是否有效
        if (!ArrayUtils.contains(cityCode, Ai.substring(0, 2))) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證地區編碼錯誤。");
        }

        // 5.驗證最後一位校驗碼
        int totalAiWi = 0;
        for (int i = 0; i < 17; i++) {
            totalAiWi = totalAiWi + Integer.parseInt(String.valueOf(Ai.charAt(i))) * Wi[i];
        }
        int modValue = totalAiWi % 11;
        String strVerifyCode = ValCodeArr[modValue];
        Ai = Ai + strVerifyCode;

        if (Ai.equals(idNo) == false) {
            throw new IllegalArgumentException("身份證無效，不是合法的身份證號碼");
        }
        return true;
    }

    public static String encrypt(String idNo) {
        //檢查證件號的合法性
        try {
            checkIdNo(idNo);
        } catch (Exception e) {
            return "";
        }

        String city = idNo.substring(0, 2);//city
        String addr = idNo.substring(2, 6);//addr
        String year = idNo.substring(6, 10);// 年份
        String month = idNo.substring(10, 12);// 月份
        String day = idNo.substring(12, 14);// 月份
        String seq = idNo.substring(14, 17);//序號
        String valCode = idNo.substring(17, 18);//檢驗位

        String cityChange = new BigInteger(getCityChange(city), 10).toString(36);
        String addrChange = new BigInteger(addr, 10).toString(36);
        String yearChange =  new BigInteger((Integer.parseInt(year) - FROM_YEAR) + "", 10).toString(36);
        String monthChange = new BigInteger(month, 10).toString(36);
        String dayChange = new BigInteger(day, 10).toString(36);
        String seqChange = new BigInteger(seq, 10).toString(36);
        String valCodeChange = new BigInteger(getValCodeChange(valCode), 10).toString(36);

        return "" +
                //保持2位
                leftPad(cityChange, 2) +
                //保持4位
                leftPad(addrChange, 4) +
                //保持2位,使用36進制保存能夠支持1295年
                leftPad(yearChange, 2) +
                //使用1位
                leftPad(monthChange, 1) +
                //使用1位
                leftPad(dayChange, 1) +
                //保持2位
                leftPad(seqChange, 2) +
                //保持1位
                valCodeChange;
    }

    public static String decrypt(String pk) {
        String city = pk.substring(0, 2);//city
        String addr = pk.substring(2, 6);//addr
        String year = pk.substring(6, 8);// 年份
        String month = pk.substring(8, 9);// 月份
        String day = pk.substring(9, 10);// 月份
        String seq = pk.substring(10, 12);//序號
        String valCode = pk.substring(12, 13);//檢驗位

        //還原2位
        String cityChange = getRealCity(new BigInteger(city, 36).toString(10));
        //還原4位
        String addrChange = new BigInteger(addr, 36).toString(10);
        //還原4位
        String yearChange = new BigInteger(year, 36).add(BigInteger.valueOf(FROM_YEAR)).toString(10);
        //還原2位
        String monthChange = new BigInteger(month, 36).toString(10);
        //還原2位
        String dayChange = new BigInteger(day, 36).toString(10);
        //還原3位
        String seqChange = new BigInteger(seq, 36).toString(10);
        //還原1位
        String valCodeChange = getRealValCode(new BigInteger(valCode, 36).toString(10));

        return cityChange +
                leftPad(addrChange, 4) +
                leftPad(yearChange, 2) +
                leftPad(monthChange, 2) +
                leftPad(dayChange, 2) +
                leftPad(seqChange, 3) +
                valCodeChange;
    }


    private static String getValCodeChange(String valCode) {
        int i = ArrayUtils.indexOf(ValCodeArr, valCode);
        return ValCodeArr_encrypt[i];
    }


    private static String getRealValCode(String valCode) {
        int i = ArrayUtils.indexOf(ValCodeArr_encrypt, valCode);
        return ValCodeArr[i];
    }

    private static String getCityChange(String city) {
        int i = ArrayUtils.indexOf(cityCode, city);
        return cityCode_encrypt[i];
    }

    private static String getRealCity(String city) {
        int i = ArrayUtils.indexOf(cityCode_encrypt, city);
        return cityCode[i];
    }

    private static String leftPad(String addrChange, int size) {
        return StringUtils.leftPad(addrChange, size, "0");
    }

}