Java加解密与数字签名

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实现方式:JDK实现,CC,BC

JDK提供比较基础的底层的实现;CC提供一些简化的操作;BC提供补充

一、Base64加密

非常简单,加密解密就一个函数。

代码如下:

二、消息摘要算法加密————主要用于验证数据完整性。

MD(消息摘要):

SHA(安全散列)

JDK实现和MD一样。

BC实现如下:(Digest类)

CC实现最简单(就是一个DigestUtils的静态方法):

MAC(消息认证码)——含有密钥的散列函数算法

兼容MD和SHA的特性,但加入了密钥。

主要JDK和Bouncy Castle实现。

JDK实现:获取或定义密钥(byte[]数组),Mac类 实例化、初始化、执行。

BC实现:Hmac类 实例化、初始化、执行。

三、对称加解密 

对称加密指加密和解密使用相同密钥的加密算法。这里将介绍DES、3重DES、AES和PBE几种常见的对称加密算法在Java中的实现。

DES、3DES、AES(密钥)、PBE(口令和盐)

DES:

JDK实现:生成并转换Key;Cipher类的实例化(getInstance)、初始化(init选择模式与Key);执行(doFinal)加解密。

推荐BC实现方式:Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

然后剩下的代码就可以和JDK实现代码基本一样了。

3DES、AES实现基本一样,所以就不一一介绍。。。

PBE(基于口令的加密)

特点:通过 salt + 口令

实现:初始化盐;生成口令;Cipher类加解密。

四、非对称加解密 

非对称加密算法是一种基于密钥的保密方法,需要公开密钥和私有密钥,在文件加密、尤其是网银中应用广泛。这里主要介绍非对称加密算法的实现过程,DH、RSA和ELGamal等几种常见的非对称加密算法的在Java中的应用。

概念:公钥、私钥;

DH(密钥交换算法):

代码实现有些麻烦

——初始化发送方密钥

-KeyPairGenerator :能产生KeyPair

-KeyPair :常用的密钥载体,称为密钥对,分为公钥PublicKey与私钥PrivateKey。

-PublicKey

——初始化接收方密钥

-KeyFactory :密钥工厂,生成密钥,通过某种密钥的规范来还原密钥

-X509EncodedKeySpec :根据ASN.1进行密钥编码

-DHPublicKey :

-DHParameterSpec :遵从DH算法发参数的集合

-KeyPairGenerator :

-PrivateKey :

——双发根据公布的对方的PublicKey构建本地密钥,

——构建出来的本地密钥是一致的

-KeyAgreement :用来提供密钥一致性协议

-SecretKey :秘密密钥,对称

-KeyFactory -X509EncodedKeySpec -PublicKey

——加密、解密(利用本地密钥)

-Cipher :为加密和解密提供密码功能的类

解释:

首先,发送方产生密钥对,并公开 公钥;接收方根据这个公钥产生密钥对,然后也公开自己的 公钥。

然后,发送方根据接收方的 公钥 产生自己本地的密钥(本地密钥一般是采用对称密钥),接收方也根据发送方的 公钥 产生自己本地的密钥。其实,这样双方产生的本地密钥是相同的。

最后,双方就可以利用本地密钥进行加解密了。

RSA(基于因子分解):代码实现较为简单

初始化密钥(包含公钥、密钥)。

可以利用公钥加密,私钥解密;也可以私钥加密,公钥解密

使用过程:双方分别掌握公钥与私钥中的一种,然后就可以加密并传输数据了。

EIGamal(基于离散因数)

JDK没有实现,只能利用BC实现。

首先,Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

之后实现类似于RSA。

五.Java实现数字签名

数字签名用于鉴别数字信息,公钥和私钥,私钥对数据签名,公钥用于检验。

过程为:首先初始化一个密钥对,在密钥对的基础上进行签名与验证。

1、RSA:既可以加解密,也可以数字签名。

初始化密钥对:KeyPairGenerator、KeyPair、RSAPublic、PSAPrivate;

执行签名;Signature类

验证签名;Signature类

2、DSA(数字签名算法)

初始化密钥对,公钥、私钥;

执行签名,用私钥签名;

验证签名,用公钥验证;

3、ECDSA

微软序列号便是采用的ECDSA算法进行的签名。速度快,强度高,签名短。

初始化密钥对;

执行签名;

验证签名

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