实习二数字签名与认证的实现.docx
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实习二数字签名与认证的实现
实习二数字签名与认证的实现
一、实习目的
1．理解数字签名的概念和作用；
2．理解身份认证的基本方式和方法；
3．掌握Hash函数和数字签名的实现。
二、实习要求
1．实习前认真预习第3章的有关内容；
2．复习数字签名和身份认证相关内容；
3．熟悉Java平台的JCE包有关类。
三、实习内容
假定两个用户A、B，他们的公私钥对分别是KPUa、KPRa和KPUb、KPRb，，分发的消息为M，哈希函数h（x）。
请基于RSA算法实现数字签名，阶梯任务如下：
以本地两个目录模拟两个用户，实现消息M和签名的模拟分发；
实现过程：
A将信息M用自己的私钥加密后与M本身一起发送给B,B将签名用A的公钥解密，得出的信息与M对比，如果一致，说明消息就是A发的，因为只有A知道自己的私钥。
运行结果：
以MD5、SHA-1等哈希函数，实现消息M的摘要，实现M及摘要签名的模拟分发；
实现过程：
A对消息M用散列函数求出摘要，再用自己的私钥对摘要进行签名，将摘要和摘要的签名一起发送给B，B接受后用A的公钥解密摘要签名，将得出的摘要与发送的摘要对比，判断是否是A发送的。
MD5：
SHA-1：
实现M密文状态下的签名与模拟分发；
实现过程：
A对消息M用B的公钥进行加密，将密文用散列函数求出摘要，再用自己的私钥对摘要进行签名，将密文摘要和摘要的签名一起发送给B，B接受后用A的公钥解密摘要签名，将得出的摘要与发送的摘要对比，判断是否是A发送的，之后再使用自己的私钥解密得到的密文，最终得到明文消息M。
运行结果：
采用SSL，建立安全通信过程，实现Socket通信的签名分发；
将方案移植到某个web应用中，实现实用的签名分发。
4、实验总结
通过这次实验，对于数字签名的方式有了更多了解，认识到非对称密钥体系真的是一个很好的体系，既可以做签名，也可以进行加解密，功能很多。
附代码：
packageclassSKey_RSA{
publicvoidkey_RSA（）throwsException{
KeyPairGeneratorkpg=（"RSA"）;
（1024）;
KeyPairkp=（）;
PublicKeypbkey=（）;
PrivateKeyprkey=（）;
FileOutputStreamf1=newFileOutputStream（""）;
ObjectOutputStreamoo1=newObjectOutputStream（f1）;
（pbkey）;
FileOutputStreamf2=newFileOutputStream（""）;
ObjectOutputStreamoo2=newObjectOutputStream（f2）;
（prkey）;
（）;
（）;
（）;
（）;
}
}
packageclassRsa_Op{
intflag=0;
publicbyte[]enc_pub（Strings）throwsException{
byte[]b=（"UTF8"）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPublicKeypbk=（RSAPublicKey）（）;
（）;
BigIntegere=（）;
BigIntegern=（）;
BigIntegerm=newBigInteger（b）;
BigIntegerm1=newBigInteger（"0"）;
if（（m1））==-1）{
m=（）;
flag=1;
}
BigIntegerc=（e,n）;
"M用公钥加密后的密文:
"）;
"c="+c）;
byte[]re=（）;
Stringcs=（）;
BufferedWriterbw=newBufferedWriter（newOutputStreamWriter（newFileOutputStream（""）））;
（cs,0,（））;
（）;
returnre;
}
publicvoidenc_pri（Strings）throwsException{
byte[]b=（"UTF8"）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPrivateKeyprk=（RSAPrivateKey）（）;
（）;
BigIntegere=（）;
BigIntegern=（）;
BigIntegerm=newBigInteger（b）;
"签名前的M="+m）;
BigIntegerm1=newBigInteger（"0"）;
if（（m1））==-1）{
m=（）;
flag=1;
}
BigIntegerc=（e,n）;
"签名后的M="+c）;
//"将密钥加密后的密文c="+c）;
Stringcs=（）;
BufferedWriterbw=newBufferedWriter（newOutputStreamWriter（newFileOutputStream（""）））;
（cs,0,（））;
（）;
}
publicbyte[]dec_pri（）throwsException{
BufferedReaderbr=newBufferedReader（newInputStreamReader（newFileInputStream（""）））;
Stringctext=（）;
（）;
BigIntegerc=newBigInteger（ctext）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPrivateKeyprk=（RSAPrivateKey）（）;
BigIntegerd=（）;
BigIntegern=（）;
BigIntegerm=（d,n）;
if（flag==1）{
m=（）;
flag=0;
}
"将c解密后得：
"）;
"m="+m）;
byte[]mt=（）;
（）;
（）;
returnmt;
}
publicbyte[]dec_pub（）throwsException{
BufferedReaderbr=newBufferedReader（newInputStreamReader（newFileInputStream（""）））;
Stringctext=（）;
（）;
BigIntegerc=newBigInteger（ctext）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPublicKeypbk=（RSAPublicKey）（）;
BigIntegerd=（）;
BigIntegern=（）;
BigIntegerm=（d,n）;
if（flag==1）{
m=（）;
flag=0;
}
"公钥解密后的M="+m）;
byte[]b=（）;
（）;
（）;
returnb;
}
}
:
packageclassSig{
publicvoidsigNoz（Strings,Rsa_Opro）throwsException{
SKey_RSAsr=newSKey_RSA（）;
（）;
（s）;
}
publicvoidsigWithz（Stringalgorithm,Stringmsg）throwsException{
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPrivateKeyprk=（RSAPrivateKey）（）;
（）;
Signatures=（algorithm）;
（prk）;
byte[]b=（"UTF8"）;
（b）;
byte[]b1=（）;
"摘要签名：
"）;
for（inti=0;i<;i++）{
","）;
}
FileOutputStreamf3=newFileOutputStream（""）;
（b1）;
}
publicvoidsigWithz（Stringalgorithm,byte[]msg）throwsException{
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPrivateKeyprk=（RSAPrivateKey）（）;
（）;
Signatures=（algorithm）;
（prk）;
（msg）;
byte[]b1=（）;
"密文摘要签名：
"）;
for（inti=0;i<;i++）{
","）;
}
FileOutputStreamf3=newFileOutputStream（""）;
（b1）;
}
}
:
packageclassDec_Sig{
publicStringdec_SigNoz（Rsa_Opro）throwsException{
byte[]ss=（）;
Strings=newString（ss,"UTF8"）;
returns;
}
publicbooleandec_SigWithz（Stringmsg,Stringalgorithm）throwsException{
byte[]data=（"UTF8"）;
FileInputStreamf2=newFileInputStream（""）;
intnum=（）;
byte[]b=newbyte[num];
（b）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPublicKeypbk=（RSAPublicKey）（）;
Signatures=（algorithm）;
（pbk）;
（data）;
booleanresult=（b）;
returnresult;
}
publicbooleandec_SigWithz（byte[]msg,Stringalgorithm）throwsException{
FileInputStreamf2=newFileInputStream（""）;
intnum=（）;
byte[]b=newbyte[num];
（b）;
FileInputStreamf=newFileInputStream（""）;
ObjectInputStreamoi=newObjectInputStream（f）;
RSAPublicKeypbk=（RSAPublicKey）（）;
Signatures=（algorithm）;
（pbk）;
（msg）;
booleanresult=（b）;
returnresult;
}
}
:
packageclassTest1{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
//TODOAuto-generatedmethodstub
FileReaderf=newFileReader（"消息"）;
BufferedReaderbr=newBufferedReader（f）;
Stringss=（）;
Rsa_Opro=newRsa_Op（）;
Sigs=newSig（）;
（ss,ro）;
Dec_Sigds=newDec_Sig（）;
Stringdecs=（ro）;
"签名解密后得到的消息M'="+decs）;
if（decs））{
"验证签名成功！
！
"）;
}
}
}
:
packageclassTest2{
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
//TODOAuto-generatedmethodstub
SKey_RSAsr=newSKey_RSA（）;
（）;
FileReaderf=newFileReader（"消息"）;
BufferedReaderbr=newBufferedReader（f）;
Stringss=（）;
Rsa_Opro=newRsa_Op（）;
Sigs=newSig（）;
"使用SHA-1算法生成摘要"）;
（"SHA1WithRSA",ss）;
Dec_Sigds=newDec_Sig（）;
booleanok=（ss,"SHA1WithRSA"）;
if（ok==true）{
"验证签名成功！
！
"）;
}
}
}
:
packageclassTest3{
/**
*@paramargs
*@throwsException
*/
publicstaticvoidmain（String[]args）throwsException{
//TODOAuto-generatedmethodstub
FileReaderf=newFileReader（"消息"）;
"SHA1算法：
"）;
BufferedReaderbr=newBufferedReader（f）;
Stringss=（）;
SKey_RSAsr=newSKey_RSA（）;
（）;
Rsa_Opro=newRsa_Op（）;
Sigs=newSig（）;
Dec_Sigds=newDec_Sig（）;
byteb[]=（ss）;
（"SHA1WithRSA",b）;
booleanok=（b,"SHA1WithRSA"）;
if（ok==true）{
"验证签名成功！
！
"）;
byte[]result=（）;
Stringrs=newString（result,"UTF8"）;
"公钥解密后的明文M：
"+rs）;
}
}
}
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