Java加密和数字签名编程

　　正文重要谈一下暗号学中的加密和数字出面，以及其在java中怎样举行运用。对暗号学有爱好的搭档，引荐看bruce schneier的文章：applied crypotography。在jdk1.5的刊行本子中安定性上面有了很大的矫正，也供给了对rsa算法的径直扶助，此刻咱们从范例动手处置题目（正文仅是动作大略引见）： 　　一、暗号学上常用的观念　 　　1）动静纲要： 　　这是一种与动静认证码贯串运用以保证动静完备性的本领。重要运用单向散列因变量算法，可用来检查动静的完备性，和经过散列暗号径直以文本情势生存等，暂时普遍运用的算法有md4、md5、sha-1，jdk1.5对上头都供给了扶助，在java中举行动静纲要很大略， java.security.messagedigest供给了一个简略的操纵本领： 　　/** 　　*messagedigestexample.java 　　*copyright 2005-2-16 　　*/ 　　import java.security.messagedigest; 　　/** 　　*简单的动静纲要算法，不运用暗号.不妨用来对明文动静（如：暗号）湮没生存 　　*/ 　　public class messagedigestexample{ 　　public static void main(string[] args) throws exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　system.err.println("usage:java messagedigestexample text"); 　　　system.exit(1); 　　} 　　byte[] plaintext=args[0].getbytes("utf8"); 　　//运用getinstance("算法")来赢得动静纲要,这边运用sha-1的160位算法 　　messagedigest messagedigest=messagedigest.getinstance("sha-1"); 　　system.out.println(" "+messagedigest.getprovider().getinfo()); 　　//发端运用算法 　　messagedigest.update(plaintext); 　　system.out.println(" digest:"); 　　//输入算法演算截止 　　system.out.println(new string(messagedigest.digest(),"utf8")); 　　} 　　} 　　还不妨经过动静认证码来举行加密实行，javax.crypto.mac供给了一个处置计划，有爱好者不妨参考关系api文书档案，正文不过大略引见什么是纲要算法。 　　2）私钥加密： 　　动静纲要只能查看动静的完备性，然而单向的，对明文动静并不许加密，要加密明文的动静的话，就要运用其余的算法，要保证神秘性，咱们须要运用私钥暗号术来调换独占动静。 　　这种最佳领会，运用对称算法。比方：a用一个密钥对一个文献加密，而b读取这个文献的话，则须要和a一律的密钥，两边共享一个私钥（而在web情况下，私钥在传播时简单被侦听）： 　　运用私钥加密的话，开始须要一个密钥，可用javax.crypto.keygenerator爆发一个密钥(java.security.key),而后传播给一个加密东西(javax.crypto.cipher),该东西再运用相映的算法来举行加密，重要对称算法有：des（本质密钥只用到56位），aes（扶助三种密钥长度：128、192、256位），常常开始128位，其余的再有desede等，jdk1.5种也供给了对对称算法的扶助，以次例子运用aes算法来加密： 　　/** 　　*privateexmaple.java 　　*copyright 2005-2-16 　　*/ 　　import javax.crypto.cipher; 　　import javax.crypto.keygenerator; 　　import java.security.key; 　　/** 　　*私鈅加密，保护动静神秘性 　　*/ 　　public class privateexample{ 　　public static void main(string[] args) throws exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　system.err.println("usage:java privateexample "); 　　　system.exit(1); 　　} 　　byte[] plaintext=args[0].getbytes("utf8"); 　　//经过keygenerator产生一个key 　　system.out.println(" start generate aes key"); 　　keygenerator keygen=keygenerator.getinstance("aes"); 　　keygen.init(128); 　　key key=keygen.generatekey(); 　　system.out.println("finish generating des key"); 　　//赢得一个私鈅加密类cipher，ecb是加密办法，pkcs5padding是弥补本领 　　cipher cipher=cipher.getinstance("aes/ecb/pkcs5padding"); 　　system.out.println(" "+cipher.getprovider().getinfo()); 　　//运用私鈅加密 　　system.out.println(" start encryption:"); 　　cipher.init(cipher.encrypt_mode,key); 　　byte[] ciphertext=cipher.dofinal(plaintext); 　　system.out.println("finish encryption:"); 　　system.out.println(new string(ciphertext,"utf8")); 　　system.out.println(" start decryption:"); 　　cipher.init(cipher.decrypt_mode,key); 　　byte[] newplaintext=cipher.dofinal(ciphertext); 　　system.out.println("finish decryption:"); 　　system.out.println(new string(newplaintext,"utf8")); 　　} 　　} 　　3）公钥加密： 　　上头提到，私钥加密须要一个共享的密钥，那么怎样传播密钥呢？web情况下，径直传播的话很简单被侦听到，好在有了公钥加密的展示。公钥加密也叫不对称加密，不对称算法运用一对密钥对，一个公钥，一个私钥，运用公钥加密的数据，惟有私钥能解开（可用来加密）；同声，运用私钥加密的数据，惟有公钥能解开（出面）。然而速率很慢（比私钥加密慢100到1000倍），公钥的重要算法有rsa，还囊括blowfish,diffie-helman等，jdk1.5种供给了对rsa的扶助，是一个矫正的场合： 　　/** 　　*publicexample.java 　　*copyright 2005-2-16 　　*/ 　　import java.security.key; 　　import javax.crypto.cipher; 　　import java.security.keypairgenerator; 　　import java.security.keypair; 　　/** 　　*一个大略的公鈅加密例子,cipher类运用keypairgenerator天生的公鈅和私鈅 　　*/ 　　public class publicexample{ 　　public static void main(string[] args) throws exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　system.err.println("usage:java publicexample "); 　　　system.exit(1); 　　} 　　byte[] plaintext=args[0].getbytes("utf8"); 　　//形成一个rsa密钥 　　system.out.println(" start generating rsa key"); 　　keypairgenerator keygen=keypairgenerator.getinstance("rsa"); 　　keygen.initialize(1024); 　　keypair key=keygen.generatekeypair(); 　　system.out.println("finish generating rsa key"); 　　//赢得一个rsa的cipher类，运用公鈅加密 　　cipher cipher=cipher.getinstance("rsa/ecb/pkcs1padding"); 　　system.out.println(" "+cipher.getprovider().getinfo()); 　　system.out.println(" start encryption"); 　　cipher.init(cipher.encrypt_mode,key.getpublic()); 　　byte[] ciphertext=cipher.dofinal(plaintext); 　　system.out.println("finish encryption:"); 　　system.out.println(new string(ciphertext,"utf8")); 　　//运用私鈅解密 　　system.out.println(" start decryption"); 　　cipher.init(cipher.decrypt_mode,key.getprivate()); 　　byte[] newplaintext=cipher.dofinal(ciphertext); 　　system.out.println("finish decryption:"); 　　system.out.println(new string(newplaintext,"utf8")); 　　} 　　} 　　4）数字出面： 　　数字出面，它是决定调换动静的通讯方身份的第一个级别。上头a经过运用公钥加密数据后发给b，b运用私钥解密就获得了须要的数据，题目来了，因为都是运用公钥加密，那么怎样检查是a发过来的动静呢？上头也提到了一点，私钥是独一的，那么a就不妨运用a本人的私钥举行加密，而后b再运用a的公钥来解密，就不妨了；数字出面的道理就鉴于此，而常常为了表明发送数据的如实性，经过运用动静纲要赢得简略的动静实质，而后再运用私钥举行加密散列数据和动静一道发送。java中为数字出面供给了杰出的扶助，java.security.signature类供给了动静出面： 　　/** 　　*digitalsignature2example.java 　　*copyright 2005-2-16 　　*/ 　　import java.security.signature; 　　import java.security.keypairgenerator; 　　import java.security.keypair; 　　import java.security.signatureexception; 　　/** 　　*数字出面，运用rsa私钥对对动静纲要出面，而后运用公鈅考证 尝试 　　*/ 　　public class digitalsignature2example{ 　　public static void main(string[] args) throws exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　system.err.println("usage:java digitalsignature2example "); 　　　system.exit(1); 　　} 　　byte[] plaintext=args[0].getbytes("utf8"); 　　//产生rsa公钥对 　　system.out.println(" start generating rsa key"); 　　keypairgenerator keygen=keypairgenerator.getinstance("rsa"); 　　keygen.initialize(1024); 　　keypair key=keygen.generatekeypair(); 　　system.out.println("finish generating rsa key"); 　　//运用私鈅出面 　　signature sig=signature.getinstance("sha1withrsa"); 　　sig.initsign(key.getprivate()); 　　sig.update(plaintext); 　　byte[] signature=sig.sign(); 　　system.out.println(sig.getprovider().getinfo()); 　　system.out.println(" signature:"); 　　system.out.println(new string(signature,"utf8")); 　　//运用公鈅考证 　　system.out.println(" start signature verification"); 　　sig.initverify(key.getpublic()); 　　sig.update(plaintext); 　　try{ 　　　if(sig.verify(signature)){ 　　　　system.out.println("signature verified"); 　　　}else system.out.println("signature failed"); 　　　}catch(signatureexception e){ 　　　　system.out.println("signature failed"); 　　　} 　　} 　　} 　　5)数字文凭。 　　再有个题目，即是公钥题目，a用私钥加密了，那么b接遭到动静后，用a供给的公钥解密；那么此刻有个腻烦的c，他把动静阻挡了，而后用本人的私钥加密，同声把本人的公钥发给b，并报告b，那是a的公钥，截止....，这功夫就须要一个中央组织出来谈话了（断定权势，我是精确的），就展示了certificate authority(也即ca），驰名的ca组织有verisign等，暂时数字认证的产业规范是：ccitt的x.509： 　　数字文凭：它将一个身份标识偕同公钥一道举行封装，并由称为认证重心或 ca 的第三方举行数字出面。 　　密钥库：java平台为你供给了密钥库，用作密钥和文凭的资源库。从物理上讲，密钥库是缺省称呼为 .keystore 的文献（有一个选项使它变成加密文献）。密钥和文凭不妨具有称呼（称为别号），每个别号都由独一的暗号养护。密钥库自己也受暗号养护；您不妨采用让每个别号暗号与主密钥库暗号配合。 　　运用东西keytool，咱们来做一件自我认证的工作吧（断定我的认证）： 　　1、创造密钥库keytool -genkey -v -alias feiuserkey -keyalg rsa 默许在本人的home目次下（windows体例是c:documents and settings<你的用户名> 目次下的.keystore文献），创造咱们用 rsa 算法天生别号为 feiuserkey 的自出面的文凭,即使运用了-keystore mm 就在暂时目次下创造一个密钥库mm文献来生存密钥和文凭。 　　2、察看文凭：keytool -list 陈列了密钥库的一切的文凭 　　也不妨在dos下输出keytool -help察看扶助。

　　 4）数字出面： 　　数字出面，它是决定调换动静的通讯方身份的第一个级别。上头a经过运用公钥加密数据后发给b，b运用私钥解密就获得了须要的数据，题目来了，因为都是运用公钥加密，那么怎样检查是a发过来的动静呢？上头也提到了一点，私钥是独一的，那么a就不妨运用a本人的私钥举行加密，而后b再运用a的公钥来解密，就不妨了；数字出面的道理就鉴于此，而常常为了表明发送数据的如实性，经过运用动静纲要赢得简略的动静实质，而后再运用私钥举行加密散列数据和动静一道发送。java中为数字出面供给了杰出的扶助，java.security.signature类供给了动静出面： 　　/** 　　*digitalsignature2example.java 　　*copyright 2005-2-16 　　*/ 　　import java.security.signature; 　　import java.security.keypairgenerator; 　　import java.security.keypair; 　　import java.security.signatureexception; 　　/** 　　*数字出面，运用rsa私钥对对动静纲要出面，而后运用公鈅考证 尝试 　　*/ 　　public class digitalsignature2example{ 　　public static void main(string[] args) throws exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　system.err.println("usage:java digitalsignature2example "); 　　　system.exit(1); 　　} 　　byte[] plaintext=args[0].getbytes("utf8"); 　　//产生rsa公钥对 　　system.out.println(" start generating rsa key"); 　　keypairgenerator keygen=keypairgenerator.getinstance("rsa"); 　　keygen.initialize(1024); 　　keypair key=keygen.generatekeypair(); 　　system.out.println("finish generating rsa key"); 　　//运用私鈅出面 　　signature sig=signature.getinstance("sha1withrsa"); 　　sig.initsign(key.getprivate()); 　　sig.update(plaintext); 　　byte[] signature=sig.sign(); 　　system.out.println(sig.getprovider().getinfo()); 　　system.out.println(" signature:"); 　　system.out.println(new string(signature,"utf8")); 　　//运用公鈅考证 　　system.out.println(" start signature verification"); 　　sig.initverify(key.getpublic()); 　　sig.update(plaintext); 　　try{ 　　　if(sig.verify(signature)){ 　　　　system.out.println("signature verified"); 　　　}else system.out.println("signature failed"); 　　　}catch(signatureexception e){ 　　　　system.out.println("signature failed"); 　　　} 　　} 　　} 　　5)数字文凭。 　　再有个题目，即是公钥题目，a用私钥加密了，那么b接遭到动静后，用a供给的公钥解密；那么此刻有个腻烦的c，他把动静阻挡了，而后用本人的私钥加密，同声把本人的公钥发给b，并报告b，那是a的公钥，截止....，这功夫就须要一个中央组织出来谈话了（断定权势，我是精确的），就展示了certificate authority(也即ca），驰名的ca组织有verisign等，暂时数字认证的产业规范是：ccitt的x.509： 　　数字文凭：它将一个身份标识偕同公钥一道举行封装，并由称为认证重心或 ca 的第三方举行数字出面。 　　密钥库：java平台为你供给了密钥库，用作密钥和文凭的资源库。从物理上讲，密钥库是缺省称呼为 .keystore 的文献（有一个选项使它变成加密文献）。密钥和文凭不妨具有称呼（称为别号），每个别号都由独一的暗号养护。密钥库自己也受暗号养护；您不妨采用让每个别号暗号与主密钥库暗号配合。 　　运用东西keytool，咱们来做一件自我认证的工作吧（断定我的认证）： 　　1、创造密钥库keytool -genkey -v -alias feiuserkey -keyalg rsa 默许在本人的home目次下（windows体例是c:documents and settings<你的用户名> 目次下的.keystore文献），创造咱们用 rsa 算法天生别号为 feiuserkey 的自出面的文凭,即使运用了-keystore mm 就在暂时目次下创造一个密钥库mm文献来生存密钥和文凭。 　　2、察看文凭：keytool -list 陈列了密钥库的一切的文凭 　　也不妨在dos下输出keytool -help察看扶助。