2.4. DESede/DES對稱算法
首先生成密鑰,并保存(這里并沒的保存的代碼,可參考DSA中的方法)
KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(Algorithm);
SecretKey deskey = keygen.generateKey();
用密鑰加密明文(myinfo),生成密文(cipherByte)
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,deskey);
byte[] cipherByte=c1.doFinal(myinfo.getBytes());
傳送密文和密鑰,本文沒有相應代碼可參考DSA
.............
用密鑰解密密文
c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE,deskey);
byte[] clearByte=c1.doFinal(cipherByte);
相對來說對稱密鑰的使用是很簡單的,對于JCE來講支技DES,DESede,Blowfish三種加密術
對于密鑰的保存各傳送可使用對象流或者用二進制編碼,相關參考代碼如下
SecretKey deskey = keygen.generateKey();
byte[] desEncode=deskey.getEncoded();
javax.crypto.spec.SecretKeySpec destmp=new javax.crypto.spec.SecretKeySpec(desEncode,Algorithm);
SecretKey mydeskey=destmp;
?
相關API
KeyGenerator 在DSA中已經說明,在添加JCE后在instance進可以如下參數
DES,DESede,Blowfish,HmacMD5,HmacSHA1
javax.crypto.Cipher 加/解密器 public static final Cipher getInstance(java.lang.String transformation)
throws java.security.NoSuchAlgorithmException,
NoSuchPaddingException
返回一個指定方法的Cipher對象
參數:transformation 方法名(可用 DES,DESede,Blowfish)
public final void init(int opmode, java.security.Key key)
throws java.security.InvalidKeyException
用指定的密鑰和模式初始化Cipher對象
參數pmode 方式(ENCRYPT_MODE, DECRYPT_MODE, WRAP_MODE,UNWRAP_MODE)
key 密鑰
public final byte[] doFinal(byte[] input)
throws java.lang.IllegalStateException,
IllegalBlockSizeException,
BadPaddingException
?
對input內的串,進行編碼處理,返回處理后二進制串,是返回解密文還是加解文由init時的opmode決定
注意:本方法的執行前如果有update,是對updat和本次input全部處理,否則是本inout的內容
/*
安全程序 DESede/DES測試
*/
import java.security.*;
import javax.crypto.*;
public class testdes {
public static void main(String[] args){
testdes my=new testdes();
my.run();
}
public void run() {
//添加新安全算法,如果用JCE就要把它添加進去
Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
String Algorithm="DES"; //定義 加密算法,可用 DES,DESede,Blowfish
String myinfo="要加密的信息";
try {
//生成密鑰
KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(Algorithm);
SecretKey deskey = keygen.generateKey();
//加密
System.out.println("加密前的二進串:"+byte2hex(myinfo.getBytes()));
System.out.println("加密前的信息:"+myinfo);
Cipher c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
c1.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,deskey);
byte[] cipherByte=c1.doFinal(myinfo.getBytes());
System.out.println("加密后的二進串:"+byte2hex(cipherByte));
//解密
c1 = Cipher.getInstance(Algorithm);
c1.init(Cipher.DECRYPT_MODE,deskey);
byte[] clearByte=c1.doFinal(cipherByte);
System.out.println("解密后的二進串:"+byte2hex(clearByte));
System.out.println("解密后的信息:"+(new String(clearByte)));
}
catch (java.security.NoSuchAlgorithmException e1) {e1.printStackTrace();}
catch (javax.crypto.NoSuchPaddingException e2) {e2.printStackTrace();}
catch (java.lang.Exception e3) {e3.printStackTrace();}
}
public String byte2hex(byte[] b) //二行制轉字符串
{
String hs="";
String stmp="";
for (int n=0;n {
stmp=(java.lang.Integer.toHexString(b[n] & 0XFF));
if (stmp.length()==1) hs=hs+"0"+stmp;
else hs=hs+stmp;
if (n }
return hs.toUpperCase();
}
}
?
2.5. Diffie-Hellman密鑰一致協議
公開密鑰密碼體制的奠基人Diffie和Hellman所提出的 "指數密鑰一致協議"(Exponential Key Agreement Protocol),該協議不要求別的安全性 先決條件,允許兩名用戶在公開媒體上交換信息以生成"一致"的,可以共享的密鑰。在JCE的中實現用戶alice生成DH類型的密鑰對,如果長度用1024生成的時間請,推薦第一次生成后保存DHParameterSpec,以便下次使用直接初始化.使其速度加快
System.out.println("ALICE: 產生 DH 對 ...");
KeyPairGenerator aliceKpairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
aliceKpairGen.initialize(512);
KeyPair aliceKpair = aliceKpairGen.generateKeyPair();
?
alice生成公鑰發送組bob byte[] alicePubKeyEnc = aliceKpair.getPublic().getEncoded();
?
bob從alice發送來的公鑰中讀出DH密鑰對的初始參數生成bob的DH密鑰對
注意這一步一定要做,要保證每個用戶用相同的初始參數生成的
DHParameterSpec dhParamSpec = ((DHPublicKey)alicePubKey).getParams();
KeyPairGenerator bobKpairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
bobKpairGen.initialize(dhParamSpec);
KeyPair bobKpair = bobKpairGen.generateKeyPair();
?
bob根據alice的公鑰生成本地的DES密鑰
KeyAgreement bobKeyAgree = KeyAgreement.getInstance("DH");
bobKeyAgree.init(bobKpair.getPrivate());
bobKeyAgree.doPhase(alicePubKey, true);
SecretKey bobDesKey = bobKeyAgree.generateSecret("DES");
?
bob已經生成了他的DES密鑰,他現把他的公鑰發給alice,
byte[] bobPubKeyEnc = bobKpair.getPublic().getEncoded();
?
alice根據bob的公鑰生成本地的DES密鑰
,,,,,,解碼
KeyAgreement aliceKeyAgree = KeyAgreement.getInstance("DH");
aliceKeyAgree.init(aliceKpair.getPrivate());
aliceKeyAgree.doPhase(bobPubKey, true);
SecretKey aliceDesKey = aliceKeyAgree.generateSecret("DES");
?
bob和alice能過這個過程就生成了相同的DES密鑰,在這種基礎就可進行安全能信
常用API
java.security.KeyPairGenerator 密鑰生成器類
public static KeyPairGenerator getInstance(String algorithm)
throws NoSuchAlgorithmException
以指定的算法返回一個KeyPairGenerator 對象
參數: algorithm 算法名.如:原來是DSA,現在添加了 DiffieHellman(DH)
public void initialize(int keysize)
以指定的長度初始化KeyPairGenerator對象,如果沒有初始化系統以1024長度默認設置
參數:keysize 算法位長.其范圍必須在 512 到 1024 之間，且必須為 64 的倍數
注意:如果用1024生長的時間很長,最好生成一次后就保存,下次就不用生成了
public void initialize(AlgorithmParameterSpec params)
throws InvalidAlgorithmParameterException
以指定參數初始化
javax.crypto.interfaces.DHPublicKey
public DHParameterSpec getParams()
返回
java.security.KeyFactory
public static KeyFactory getInstance(String algorithm)
throws NoSuchAlgorithmException
以指定的算法返回一個KeyFactory
參數: algorithm 算法名SH,DH
public final PublicKey generatePublic(KeySpec keySpec)
throws InvalidKeySpecException
根據指定的key說明,返回一個PublicKey對象
java.security.spec.X509EncodedKeySpec
public X509EncodedKeySpec(byte[] encodedKey)
根據指定的二進制編碼的字串生成一個key的說明
參數:encodedKey 二進制編碼的字串(一般能過PublicKey.getEncoded()生成)
javax.crypto.KeyAgreement 密碼一至類
public static final KeyAgreement getInstance(java.lang.String algorithm)
throws java.security.NoSuchAlgorithmException
返回一個指定算法的KeyAgreement對象
參數:algorithm 算法名,現在只能是DiffieHellman(DH)
public final void init(java.security.Key key)
throws java.security.InvalidKeyException
用指定的私鑰初始化
參數:key 一個私鑰
public final java.security.Key doPhase(java.security.Key key,
boolean lastPhase)
throws java.security.InvalidKeyException,
java.lang.IllegalStateException
用指定的公鑰進行定位,lastPhase確定這是否是最后一個公鑰,對于兩個用戶的
情況下就可以多次定次,最后確定
參數:key 公鑰
lastPhase 是否最后公鑰
public final SecretKey generateSecret(java.lang.String algorithm)
throws java.lang.IllegalStateException,
java.security.NoSuchAlgorithmException,
java.security.InvalidKeyException
根據指定的算法生成密鑰
參數:algorithm 加密算法(可用 DES,DESede,Blowfish)
*/
import java.io.*;
import java.math.BigInteger;
import java.security.*;
import java.security.spec.*;
import java.security.interfaces.*;
import javax.crypto.*;
import javax.crypto.spec.*;
import javax.crypto.interfaces.*;
import com.sun.crypto.provider.SunJCE;
public class testDHKey {
public static void main(String argv[]) {
try {
testDHKey my= new testDHKey();
my.run();
} catch (Exception e) {
System.err.println(e);
}
}
private void run() throws Exception {
Security.addProvider(new com.sun.crypto.provider.SunJCE());
System.out.println("ALICE: 產生 DH 對 ...");
KeyPairGenerator aliceKpairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
aliceKpairGen.initialize(512);
KeyPair aliceKpair = aliceKpairGen.generateKeyPair(); //生成時間長
// 張三(Alice)生成公共密鑰 alicePubKeyEnc 并發送給李四(Bob) ,
//比如用文件方式,socket.....
byte[] alicePubKeyEnc = aliceKpair.getPublic().getEncoded();
//bob接收到alice的編碼后的公鑰,將其解碼
KeyFactory bobKeyFac = KeyFactory.getInstance("DH");
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec (alicePubKeyEnc);
PublicKey alicePubKey = bobKeyFac.generatePublic(x509KeySpec);
System.out.println("alice公鑰bob解碼成功");
// bob必須用相同的參數初始化的他的DH KEY對,所以要從Alice發給他的公開密鑰,
//中讀出參數,再用這個參數初始化他的 DH key對
//從alicePubKye中取alice初始化時用的參數
DHParameterSpec dhParamSpec = ((DHPublicKey)alicePubKey).getParams();
KeyPairGenerator bobKpairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
bobKpairGen.initialize(dhParamSpec);
KeyPair bobKpair = bobKpairGen.generateKeyPair();
System.out.println("BOB: 生成 DH key 對成功");
KeyAgreement bobKeyAgree = KeyAgreement.getInstance("DH");
bobKeyAgree.init(bobKpair.getPrivate());
System.out.println("BOB: 初始化本地key成功");
//李四(bob) 生成本地的密鑰 bobDesKey
bobKeyAgree.doPhase(alicePubKey, true);
SecretKey bobDesKey = bobKeyAgree.generateSecret("DES");
System.out.println("BOB: 用alice的公鑰定位本地key,生成本地DES密鑰成功");
// Bob生成公共密鑰 bobPubKeyEnc 并發送給Alice,
//比如用文件方式,socket.....,使其生成本地密鑰
byte[] bobPubKeyEnc = bobKpair.getPublic().getEncoded();
System.out.println("BOB向ALICE發送公鑰");
// alice接收到 bobPubKeyEnc后生成bobPubKey
// 再進行定位,使aliceKeyAgree定位在bobPubKey
KeyFactory aliceKeyFac = KeyFactory.getInstance("DH");
x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(bobPubKeyEnc);
PublicKey bobPubKey = aliceKeyFac.generatePublic(x509KeySpec);
System.out.println("ALICE接收BOB公鑰并解碼成功");
;
KeyAgreement aliceKeyAgree = KeyAgreement.getInstance("DH");
aliceKeyAgree.init(aliceKpair.getPrivate());
System.out.println("ALICE: 初始化本地key成功");
aliceKeyAgree.doPhase(bobPubKey, true);
// 張三(alice) 生成本地的密鑰 aliceDesKey
SecretKey aliceDesKey = aliceKeyAgree.generateSecret("DES");
System.out.println("ALICE: 用bob的公鑰定位本地key,并生成本地DES密鑰");
if (aliceDesKey.equals(bobDesKey)) System.out.println("張三和李四的密鑰相同");
//現在張三和李四的本地的deskey是相同的所以,完全可以進行發送加密,接收后解密,達到
//安全通道的的目的
/*
* bob用bobDesKey密鑰加密信息
*/
Cipher bobCipher = Cipher.getInstance("DES");
bobCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, bobDesKey);
String bobinfo= "這是李四的機密信息";
System.out.println("李四加密前原文:"+bobinfo);
byte[] cleartext =bobinfo.getBytes();
byte[] ciphertext = bobCipher.doFinal(cleartext);
/*
* alice用aliceDesKey密鑰解密
*/
Cipher aliceCipher = Cipher.getInstance("DES");
aliceCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, aliceDesKey);
byte[] recovered = aliceCipher.doFinal(ciphertext);
System.out.println("alice解密bob的信息:"+(new String(recovered)));
if (!java.util.Arrays.equals(cleartext, recovered))
throw new Exception("解密后與原文信息不同");
System.out.println("解密后相同");
}
}
?
第3章 小結
在加密術中生成密鑰對時，密鑰對的當然是越長越好，但費時也越多，請從中從實際出發選取合適的長度，大部分例碼中的密鑰是每次運行就從新生成，在實際的情況中是生成后在一段時間保存在文件中，再次運行直接從文件中讀入，從而加快速度。當然定時更新和加強密鑰保管的安全性也是必須的。