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 [Java代码]Java加密和数字签名
软件技术
lhwork 发表于 2006/11/1 10:05:41 |
| 本文主要谈一下密码学中的加密和数字签名，以及其在java中如何进行使用。对密码学有兴趣的伙伴，推荐看
Bruce Schneier的著作：Applied
Crypotography。在jdk1.5的发行版本中安全性方面有了很大的改进，也提供了对RSA算法的直接支持，现在我们从实例入手解决问题（本文
仅是作为简单介绍）： 一、密码学上常用的概念 1）消息摘要：
这是一种与消息认证码结合使用以确保消息完整性的技术。主要使用单向散列函数算法，可用于检验消息的完整性，和通过散列密码直接以文本形式保存等，目前
广泛使用的算法有MD4、MD5、SHA-1，jdk1.5对上面都提供了支持，在java中进行消息摘要很简单，
java.security.MessageDigest提供了一个简易的操作方法：Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->/***MessageDigestExample.java*Copyright 2005-2-16*/import java.security.MessageDigest;/***单一的消息摘要算法，不使用密码.可以用来对明文消息（如：密码）隐藏保存*/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"); //使用getInstance("算法")来获得消息摘要,这里使用SHA-1的160位算法 MessageDigest messageDigest=MessageDigest.getInstance("SHA-1"); System.out.println("\n"+messageDigest.getProvider().getInfo()); //开始使用算法 messageDigest.update(plainText); System.out.println("\nDigest:"); //输出算法运算结果 System.out.println(new String(messageDigest.digest(),"UTF8")); }} 还可以通过消息认证码来进行加密实现，javax.crypto.Mac提供了一个解决方案，有兴趣者可以参考相关API文档，本文只是简单介绍什么是摘要算法。这里补充另一个运用消息摘要的方式加密的例子:Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->public class TestEncrypt { public TestEncrypt() { } /** * @param strSrc :strSrc is a string will be encrypted, * @param encName : encName is the algorithm name will be used. * encName dafault to "MD5" * @return String */ public String Encrypt(String strSrc, String encName) { MessageDigest md = null; String strDes = null; byte[] bt = strSrc.getBytes(); try { if (encName == null || encName.equals("")) { encName = "MD5"; } md = MessageDigest.getInstance(encName); md.update(bt); strDes = bytes2Hex(md.digest()); //to HexString } catch (NoSuchAlgorithmException e) { System.out.println("Invalid algorithm."); return null; } return strDes; } public String bytes2Hex(byte[] bts) { String des = ""; String tmp = null; for (int i = 0; i < bts.length; i++) { tmp = (Integer.toHexString(bts[i] & 0xFF)); if (tmp.length() == 1) { des += "0"; } des += tmp; } return des; } public static void main(String[]args) { TestEncrypt te = new TestEncrypt(); String strSrc = "可以加密汉字.Oh,and english"; System.out.println("Source String:" + strSrc); System.out.println("Encrypted String:"); System.out.println("Use Def:" + te.Encrypt(strSrc, null)); System.out.println("Use MD5:" + te.Encrypt(strSrc, "MD5")); System.out.println("Use SHA:" + te.Encrypt(strSrc, "SHA-1")); System.out.println("Use SHA-256:" + te.Encrypt(strSrc, "SHA-256")); }}另外，在javawebparts中的 RequestHelpers里的generateGUID方法也涉及到了MD5的方法，代码如下:Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->public static String generateGUID(HttpServletRequest request) { String out = ""; try { // Construct a string that is comprised of: // Remote IP Address + Host IP Address + Date (yyyyMMdd) + // Time (hhmmssSSa) + Requested Path + Session ID + // HashCode Of ParameterMap StringBuffer sb = new StringBuffer(1024); sb.append(request.getRemoteAddr()); InetAddress ia = InetAddress.getLocalHost(); sb.append(ia.getHostAddress()); sb.append(new SimpleDateFormat("yyyyMMddhhmmssSSa").format(new Date())); String path = request.getServletPath(); String pathInfo = request.getPathInfo(); if (pathInfo != null) { path += pathInfo; } sb.append(path); sb.append(request.getSession(false)); sb.append(request.getParameterMap().hashCode()); String str = sb.toString(); // Now encode the string using an MD5 encryption algorithm. MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("md5"); md.update(str.getBytes()); byte[] digest = md.digest(); StringBuffer hexStr = new StringBuffer(1024); for (int i = 0; i < digest.length; i++) { str = Integer.toHexString(0xFF & digest[i]); if (str.length() < 2) { str = "0" + str; } hexStr.append(str); } out = hexStr.toString(); } catch (NoSuchAlgorithmException nsae) { log.error(nsae); } catch (UnknownHostException uhe) { log.error(uhe); } // Return the encrypted string. It should be unique based on the // components that comprise the plain text string, and should always be // 32 characters thanks to the MD5 algorithm. return out; } // End generateGUID(). 2）私钥加密： 消息摘要只能检查消息的完整性，但是单向的，对明文消息并不能加密，要加密明文的消息的话，就要使用其他的算法，要确保机密性，我们需要使用私钥密码术来交换私有消息。 这种最好理解，使用对称算法。比如：A用一个密钥对一个文件加密，而B读取这个文件的话，则需要和A一样的密钥，双方共享一个私钥（而在web环境下，私钥在传递时容易被侦听）：
使用私钥加密的话，首先需要一个密钥，可用javax.crypto.KeyGenerator产生一个密钥(java.security.Key),
然后传递给一个加密工具(javax.crypto.Cipher),该工具再使用相应的算法来进行加密，主要对称算法有：DES（实际密钥只用到56
位），AES（支持三种密钥长度：128、192、256位），通常首先128位，其他的还有DESede等，jdk1.5种也提供了对对称算法的支持，
以下例子使用AES算法来加密：Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->/***PrivateExmaple.java*Copyright 2005-2-16*/import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyGenerator;import java.security.Key;/***私鈅加密，保证消息机密性*/public class PrivateExample{ public static void main(String[] args) throws Exception{ if(args.length!=1){ System.err.println("Usage:java PrivateExample <text>"); System.exit(1); } byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); //通过KeyGenerator形成一个key System.out.println("\nStart generate AES key"); KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("AES"); keyGen.init(128); Key key=keyGen.generateKey(); System.out.println("Finish generating DES key"); //获得一个私鈅加密类Cipher，ECB是加密方式，PKCS5Padding是填充方法 Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding"); System.out.println("\n"+cipher.getProvider().getInfo()); //使用私鈅加密 System.out.println("\nStart 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("\nStart 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：
上面提到，私钥加密需要一个共享的密钥，那么如何传递密钥呢？web环境下，直接传递的话很容易被侦听到，幸好有了公钥加密的出现。公钥加密也叫不对称
加密，不对称算法使用一对密钥对，一个公钥，一个私钥，使用公钥加密的数据，只有私钥能解开（可用于加密）；同时，使用私钥加密的数据，只有公钥能解开
（签名）。但是速度很慢（比私钥加密慢100到1000倍），公钥的主要算法有RSA，还包括Blowfish,Diffie-Helman等，
jdk1.5种提供了对RSA的支持，是一个改进的地方： Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)http://www.CodeHighlighter.com/-->/***PublicExample.java*Copyright 2005-2-16*/import java.security.Key;import javax.crypto.Cipher;import java.security.KeyPairGenerator;import java.security.KeyPair;/***一个简单的公鈅加密例子,Cipher类使用KeyPairGenerator生成的公鈅和私鈅*/public class PublicExample{ public static void main(String[] args) throws Exception{ if(args.length!=1){ System.err.println("Usage:java PublicExample <text>"); System.exit(1); } byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); //构成一个RSA密钥 System.out.println("\nStart generating RSA key"); KeyPairGenerator keyGen=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); keyGen.initialize(1024); KeyPair key=keyGen.generateKeyPair(); System.out.println("Finish generating RSA key"); //获得一个RSA的Cipher类，使用公鈅加密 Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding"); System.out.println("\n"+cipher.getProvider().getInfo()); System.out.println("\nStart 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")); //使用私鈅解密 System.out.println("\nStart 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")); }} |
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