非对称加密算法 - DH
2017-08-14 00:00
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摘要: java 加密与解密的 艺术、
参考 : http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5089012.html
1、概述
DH(密钥交换算法)仅能用于密钥分配,不能加解密数据。
DH 密钥交换算法的安全性基于有限域上的离散对数难题,基于这种安全性,通过 DH算法进行密钥分配,使得消息的收发双方可以安全地交换一个秘密密钥,再通过这个密钥对数据进行加密和解密处理。
2、模型分析
实现方式: JDK(密钥长度:512~1024中的64的整数倍)
几个概念: 》密钥对:公钥+私钥
》本地密钥:对称加密的密钥
整个流程:
1》甲乙双方初始化各自的密钥对
甲方构建出密钥对keyPair1-->乙方使用甲方的密钥对中的公钥publicKey1构建出自己的密钥对keyPair2
2》甲乙双方构建各自的本地密钥
甲方使用自己的私钥privateKey1+乙方的公钥publicKey2构建出自己的本地密钥key1
乙方使用自己的私钥privateKey2+甲方的公钥publicKey1构建出自己的本地密钥key2
最后会发现key1==key2,这两个本地密钥将会是接下来对对称加密所使用的密钥
3》发送方(甲方或乙方均可)使用本地密钥+对称加密算法对待加密数据进行加密,传递给接收方
4》接收方使用本地密钥+对称加密算法对待解密数据进行解密
参考 : http://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5089012.html
1、概述
DH(密钥交换算法)仅能用于密钥分配,不能加解密数据。
DH 密钥交换算法的安全性基于有限域上的离散对数难题,基于这种安全性,通过 DH算法进行密钥分配,使得消息的收发双方可以安全地交换一个秘密密钥,再通过这个密钥对数据进行加密和解密处理。
2、模型分析
实现方式: JDK(密钥长度:512~1024中的64的整数倍)
几个概念: 》密钥对:公钥+私钥
》本地密钥:对称加密的密钥
整个流程:
1》甲乙双方初始化各自的密钥对
甲方构建出密钥对keyPair1-->乙方使用甲方的密钥对中的公钥publicKey1构建出自己的密钥对keyPair2
2》甲乙双方构建各自的本地密钥
甲方使用自己的私钥privateKey1+乙方的公钥publicKey2构建出自己的本地密钥key1
乙方使用自己的私钥privateKey2+甲方的公钥publicKey1构建出自己的本地密钥key2
最后会发现key1==key2,这两个本地密钥将会是接下来对对称加密所使用的密钥
3》发送方(甲方或乙方均可)使用本地密钥+对称加密算法对待加密数据进行加密,传递给接收方
4》接收方使用本地密钥+对称加密算法对待解密数据进行解密
import java.security.Key; import java.security.KeyFactory; import java.security.KeyPair; import java.security.KeyPairGenerator; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.security.PrivateKey; import java.security.PublicKey; import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec; import java.security.spec.X509EncodedKeySpec; import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.KeyAgreement; import javax.crypto.interfaces.DHPublicKey; import javax.crypto.spec.DHParameterSpec; import javax.crypto.spec.SecretKeySpec; import org.apache.commons.codec.binary.Base64; /** * 基于JDK的DH算法,工作模式采用ECB */ public class DHJDK { private static final String ENCODING = "UTF-8"; private static final String FDC_KEY_ALGORITHM = "DH";//非对称加密密钥算法 private static final String DC_KEY_ALGORITHM = "AES";//产生本地密钥的算法(对称加密密钥算法) private static final String CIPHER_ALGORITHM = "AES/ECB/PKCS5Padding";//加解密算法 格式:算法/工作模式/填充模式 注意:ECB不使用IV参数 private static final int FDC_KEY_SIZE = 512;//非对称密钥长度(512~1024之间的64的整数倍) /** * 生成甲方密钥对 */ public static KeyPair initKey() throws NoSuchAlgorithmException{ KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(FDC_KEY_ALGORITHM);//密钥对生成器 keyPairGenerator.initialize(FDC_KEY_SIZE);//指定密钥长度 KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//生成密钥对 return keyPair; } /** * 生成乙方密钥对 * @param key 甲方公钥 */ public static KeyPair initKey(byte[] key) throws Exception{ KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(FDC_KEY_ALGORITHM);//密钥工厂 PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(key));//还原甲方公钥 DHParameterSpec dHParameterSpec = ((DHPublicKey)publicKey).getParams(); KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());//乙方密钥对生成器 keyPairGenerator.initialize(dHParameterSpec);//使用甲方公钥参数初始化乙方密钥对生成器 KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//生成密钥对 return keyPair; } /** * DH加密 * @param data 带加密数据 * @param keyByte 本地密钥,由getSecretKey(byte[] publicKey, byte[] privateKey)产生 */ public static byte[] encrypt(String data, byte[] keyByte) throws Exception { Key key = new SecretKeySpec(keyByte, DC_KEY_ALGORITHM);//生成本地密钥 Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);//设置加密模式并且初始化key return cipher.doFinal(data.getBytes(ENCODING)); } /** * DH解密 * @param data 待解密数据为字节数组 * @param keyByte 本地密钥,由getSecretKey(byte[] publicKey, byte[] privateKey)产生 */ public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] keyByte) throws Exception { Key key = new SecretKeySpec(keyByte, DC_KEY_ALGORITHM);//生成本地密钥 Cipher cipher = Cipher.getInstance(CIPHER_ALGORITHM); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); return cipher.doFinal(data); } /** * 根据本方私钥与对方公钥构建本地密钥(即对称加密的密钥) * @param publicKey 对方公钥 * @param privateKey 本方私钥 */ public static byte[] getSecretKey(byte[] publicKey, byte[] privateKey) throws Exception{ KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(FDC_KEY_ALGORITHM);//密钥工厂 PublicKey pubkey = keyFactory.generatePublic(new X509EncodedKeySpec(publicKey));//还原公钥 PrivateKey prikey = keyFactory.generatePrivate(new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey));//还原私钥 KeyAgreement keyAgreement = KeyAgreement.getInstance(keyFactory.getAlgorithm()); keyAgreement.init(prikey); keyAgreement.doPhase(pubkey, true); return keyAgreement.generateSecret(DC_KEY_ALGORITHM).getEncoded();//生成本地密钥(对称加密的密钥) } /** * 获取公钥 */ public static byte[] getPublicKey(KeyPair keyPair){ return keyPair.getPublic().getEncoded(); } /** * 获取私钥 */ public static byte[] getPrivateKey(KeyPair keyPair){ return keyPair.getPrivate().getEncoded(); } /** * 测试 */ public static void main(String[] args) throws Exception { byte[] pubKey1;//甲方公钥 byte[] priKey1;//甲方私钥 byte[] key1;//甲方本地密钥 byte[] pubKey2;//乙方公钥 byte[] priKey2;//乙方私钥 byte[] key2;//乙方本地密钥 /*********************测试是否可以正确生成以上6个key,以及key1与key2是否相等*********************/ KeyPair keyPair1 = DHJDK.initKey();//生成甲方密钥对 pubKey1 = DHJDK.getPublicKey(keyPair1); priKey1 = DHJDK.getPrivateKey(keyPair1); KeyPair keyPair2 = DHJDK.initKey(pubKey1);//根据甲方公钥生成乙方密钥对 pubKey2 = DHJDK.getPublicKey(keyPair2); priKey2 = DHJDK.getPrivateKey(keyPair2); key1 = DHJDK.getSecretKey(pubKey2, priKey1);//使用对方公钥和自己私钥构建本地密钥 key2 = DHJDK.getSecretKey(pubKey1, priKey2);//使用对方公钥和自己私钥构建本地密钥 System.out.println("甲方公钥pubKey1-->"+Base64.encodeBase64String(pubKey1)+"@@pubKey1.length-->"+pubKey1.length); System.out.println("甲方私钥priKey1-->"+Base64.encodeBase64String(priKey1)+"@@priKey1.length-->"+priKey1.length); System.out.println("乙方公钥pubKey2-->"+Base64.encodeBase64String(pubKey2)+"@@pubKey2.length-->"+pubKey2.length); System.out.println("乙方私钥priKey2-->"+Base64.encodeBase64String(priKey2)+"@@priKey2.length-->"+priKey2.length); System.out.println("甲方密钥key1-->"+Base64.encodeBase64String(key1)); System.out.println("乙方密钥key2-->"+Base64.encodeBase64String(key2)); System.out.println("共同密钥key2长度-->"+key2.length); /*********************测试甲方使用本地密钥加密数据向乙方发送,乙方使用本地密钥解密数据*********************/ System.out.println("甲方-->乙方"); String data = "找一个好姑娘啊!"; byte[] encodeStr = DHJDK.encrypt(data, key1); System.out.println("甲方加密后的数据-->"+Base64.encodeBase64String(encodeStr)); byte[] decodeStr = DHJDK.decrypt(encodeStr, key2); System.out.println("乙方解密后的数据-->"+new String(decodeStr,"UTF-8")); /*********************测试乙方使用本地密钥加密数据向甲方发送,甲方使用本地密钥解密数据*********************/ System.out.println("乙方-->甲方"); String data2 = "找一个好姑娘啊!"; byte[] encodeStr2 = DHJDK.encrypt(data2, key2); System.out.println("乙方加密后的数据-->"+Base64.encodeBase64String(encodeStr2)); byte[] decodeStr2 = DHJDK.decrypt(encodeStr, key1); System.out.println("甲方解密后的数据-->"+new String(decodeStr2,"UTF-8")); } }
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