每日一步Java加密技术三.docx
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每日一步Java加密技术三
接下来我们分析DH加密算法，一种适基于密钥一致协议的加密算法。
DH
Diffie-Hellman算法（D-H算法），密钥一致协议。
是由公开密钥密码体制的奠基人Diffie和Hellman所提出的一种思想。
简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。
换句话说，就是由甲方产出一对密钥（公钥、私钥），乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对（公钥、私钥）。
以此为基线，作为数据传输保密基础，同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥（SecretKey）对数据加密。
这样，在互通了本地密钥（SecretKey）算法后，甲乙双方公开自己的公钥，使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据，同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。
不单单是甲乙双方两方，可以扩展为多方共享数据通讯，这样就完成了网络交互数据的安全通讯！
该算法源于中国的同余定理——中国馀数定理。
流程分析：
1.甲方构建密钥对儿，将公钥公布给乙方，将私钥保留；双方约定数据加密算法；乙方通过甲方公钥构建密钥对儿，将公钥公布给甲方，将私钥保留。
2.甲方使用私钥、乙方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥加密数据，发送给乙方加密后的数据；乙方使用私钥、甲方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥对数据解密。
3.乙方使用私钥、甲方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥加密数据，发送给甲方加密后的数据；甲方使用私钥、乙方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥对数据解密。
通过java代码实现如下：
Java代码
1importjava.security.Key;
2importjava.security.KeyFactory;
3importjava.security.KeyPair;
4importjava.security.KeyPairGenerator;
5importjava.security.PublicKey;
6importjava.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
7importjava.security.spec.X509EncodedKeySpec;
8importjava.util.HashMap;
9importjava.util.Map;
10
11importjavax.crypto.Cipher;
12importjavax.crypto.KeyAgreement;
13importjavax.crypto.SecretKey;
14importjavax.crypto.interfaces.DHPrivateKey;
15importjavax.crypto.interfaces.DHPublicKey;
16importjavax.crypto.spec.DHParameterSpec;
17
18/**
19*DH安全编码组件
20*
21*@author梁栋
22*@version1.0
23*@since1.0
24*/
25publicabstractclassDHCoderextendsCoder{
26publicstaticfinalStringALGORITHM="DH";
27
28/**
29*默认密钥字节数
30*
31*
32*DH
33*DefaultKeysize1024
34*Keysizemustbeamultipleof64,rangingfrom512to1024（inclusive）.
35*
36*/
37privatestaticfinalintKEY_SIZE=1024;
38
39/**
40*DH加密下需要一种对称加密算法对数据加密，这里我们使用DES，也可以使用其他对称加密算法。
41*/
42publicstaticfinalStringSECRET_ALGORITHM="DES";
43privatestaticfinalStringPUBLIC_KEY="DHPublicKey";
44privatestaticfinalStringPRIVATE_KEY="DHPrivateKey";
45
46/**
47*初始化甲方密钥
48*
49*@return
50*@throwsException
51*/
52publicstaticMapinitKey（）throwsException{
53KeyPairGeneratorkeyPairGenerator=KeyPairGenerator
54.getInstance（ALGORITHM）;
55keyPairGenerator.initialize（KEY_SIZE）;
56
57KeyPairkeyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair（）;
58
59//甲方公钥
60DHPublicKeypublicKey=（DHPublicKey）keyPair.getPublic（）;
61
62//甲方私钥
63DHPrivateKeyprivateKey=（DHPrivateKey）keyPair.getPrivate（）;
64
65MapkeyMap=newHashMap
（2）;
66
67keyMap.put（PUBLIC_KEY,publicKey）;
68keyMap.put（PRIVATE_KEY,privateKey）;
69returnkeyMap;
70}
71
72/**
73*初始化乙方密钥
74*
75*@paramkey
76*甲方公钥
77*@return
78*@throwsException
79*/
80publicstaticMapinitKey（Stringkey）throwsException{
81//解析甲方公钥
82byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
83X509EncodedKeySpecx509KeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
84KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（ALGORITHM）;
85PublicKeypubKey=keyFactory.generatePublic（x509KeySpec）;
86
87//由甲方公钥构建乙方密钥
88DHParameterSpecdhParamSpec=（（DHPublicKey）pubKey）.getParams（）;
89
90KeyPairGeneratorkeyPairGenerator=KeyPairGenerator
91.getInstance（keyFactory.getAlgorithm（））;
92keyPairGenerator.initialize（dhParamSpec）;
93
94KeyPairkeyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair（）;
95
96//乙方公钥
97DHPublicKeypublicKey=（DHPublicKey）keyPair.getPublic（）;
98
99//乙方私钥
100DHPrivateKeyprivateKey=（DHPrivateKey）keyPair.getPrivate（）;
101
102MapkeyMap=newHashMap
（2）;
103
104keyMap.put（PUBLIC_KEY,publicKey）;
105keyMap.put（PRIVATE_KEY,privateKey）;
106
107returnkeyMap;
108}
109
110/**
111*加密
112*
113*@paramdata
114*待加密数据
115*@parampublicKey
116*甲方公钥
117*@paramprivateKey
118*乙方私钥
119*@return
120*@throwsException
121*/
122publicstaticbyte[]encrypt（byte[]data,StringpublicKey,
123StringprivateKey）throwsException{
124
125//生成本地密钥
126SecretKeysecretKey=getSecretKey（publicKey,privateKey）;
127
128//数据加密
129Ciphercipher=Cipher.getInstance（secretKey.getAlgorithm（））;
130cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE,secretKey）;
131
132returncipher.doFinal（data）;
133}
134
135/**
136*解密
137*
138*@paramdata
139*待解密数据
140*@parampublicKey
141*乙方公钥
142*@paramprivateKey
143*乙方私钥
144*@return
145*@throwsException
146*/
147publicstaticbyte[]decrypt（byte[]data,StringpublicKey,
148StringprivateKey）throwsException{
149
150//生成本地密钥
151SecretKeysecretKey=getSecretKey（publicKey,privateKey）;
152//数据解密
153Ciphercipher=Cipher.getInstance（secretKey.getAlgorithm（））;
154cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE,secretKey）;
155
156returncipher.doFinal（data）;
157}
158
159/**
160*构建密钥
161*
162*@parampublicKey
163*公钥
164*@paramprivateKey
165*私钥
166*@return
167*@throwsException
168*/
169privatestaticSecretKeygetSecretKey（StringpublicKey,StringprivateKey）
170throwsException{
171//初始化公钥
172byte[]pubKeyBytes=decryptBASE64（publicKey）;
173
174KeyFactorykeyFactory=KeyFactory.getInstance（ALGORITHM）;
175X509EncodedKeySpecx509KeySpec=newX509EncodedKeySpec（pubKeyBytes）;
176PublicKeypubKey=keyFactory.generatePublic（x509KeySpec）;
177
178//初始化私钥
179byte[]priKeyBytes=decryptBASE64（privateKey）;
180
181PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（priKeyBytes）;
182KeypriKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
183
184KeyAgreementkeyAgree=KeyAgreement.getInstance（keyFactory
185.getAlgorithm（））;
186keyAgree.init（priKey）;
187keyAgree.doPhase（pubKey,true）;
188
189//生成本地密钥
190SecretKeysecretKey=keyAgree.generateSecret（SECRET_ALGORITHM）;
191
192returnsecretKey;
193}
194
195/**
196*取得私钥
197*
198*@paramkeyMap
199*@return
200*@throwsException
201*/
202publicstaticStringgetPrivateKey（MapkeyMap）
203throwsException{
204Keykey=（Key）keyMap.get（PRIVATE_KEY）;
205
206returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
207}
208
209/**
210*取得公钥
211*
212*@paramkeyMap
213*@return
214*@throwsException
215*/
216publicstaticStringgetPublicKey（MapkeyMap）
217throwsException{
218Keykey=（Key）keyMap.get（PUBLIC_KEY）;
219
220returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
221}
222}
再给出一个测试类：
Java代码
223importstaticorg.junit.Assert.*;
224
225importjava.util.Map;
226
227importorg.junit.Test;
228
229/**
230*
231*@author梁栋
232*@version1.0
233*@since1.0
234*/
235publicclassDHCoderTest{
236
237@Test
238publicvoidtest（）throwsException{
239//生成甲方密钥对儿
240MapaKeyMap=DHCoder.initKey（）;
241StringaPublicKey=DHCoder.getPublicKey（aKeyMap）;
242StringaPrivateKey=DHCoder.getPrivateKey（aKeyMap）;
243
244System.err.println（"甲方公钥:
\r"+aPublicKey）;
245System.err.println（"甲方私钥:
\r"+aPrivateKey）;
246
247//由甲方公钥产生本地密钥对儿
248MapbKeyMap=DHCoder.initKey（aPublicKey）;
249StringbPublicKey=DHCoder.getPublicKey（bKeyMap）;
250StringbPrivateKey=DHCoder.getPrivateKey（bKeyMap）;
251
252System.err.println（"乙方公钥:
\r"+bPublicKey）;
253System.err.println（"乙方私钥:
\r"+bPrivateKey）;
254
255StringaInput="abc";
256System.err.println（"原文:
"+aInput）;
257
258//由甲方公钥，乙方私钥构建密文
259byte[]aCode=DHCoder.encrypt（aInput.getBytes（）,aPublicKey,
260bPrivateKey）;
261
262//由乙方公钥，甲方私钥解密
263byte[]aDecode=DHCoder.decrypt（aCode,bPublicKey,aPrivateKey）;
264StringaOutput=（newString（aDecode））;
265
266System.err.println（"解密:
"+aOutput）;
267
268assertEquals（aInput,aOutput）;
269
270System.err.println（"===============反过来加密解密=================="）;
271StringbInput="def";
272System.err.println（"原文:
"+bInput）;
273
274//由乙方公钥，甲方私钥构建密文
275byte[]bCode=DHCoder.encrypt（bInput.getBytes（）,bPublicKey,
276aPrivateKey）;
277
278//由甲方公钥，乙方私钥解密
279byte[]bDecode=DHCoder.decrypt（bCode,aPublicKey,bPrivateKey）;
280StringbOutput=（newString（bDecode））;
281
282System.err.println（"解密:
"+bOutput）;
283
284assertEquals（bInput,bOutput）;
285}
286
287}
控制台输出：
Console代码
288甲方公钥:
289MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHz
290W5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSG
291kx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAdAWBVmIzqcko
292Ej6qFjLDL2+Y3FPq1iRbnOyOpDj71yKaK1K+FhTv04B0zy4DKcvAASV7/Gv0W+bgqdmffRkqrQ==
293
294甲方私钥:
295MIHRAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYX
296rgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpD
297TWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgAQyAjACJRfy1LyR
298eHyD+4Hfb+xR0uoIGR1oL9i9Nk6g2AAuaDPgEVWHn+QXID13yL/uDos=
299
300乙方公钥:
301MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHz
302W5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSG
303kx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAVEYSfBA+I9nr
304dWw3OBv475C+eBrWBBYqt0m6/eu4ptuDQHwV4MmUtKAC2wc2nNrdb1wmBhY1X8RnWkJ1XmdDbQ==
305
306乙方私钥:
307MIHSAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcR
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