每日一步Java加密技术四.docx
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每日一步Java加密技术四
ECC
ECC-EllipticCurvesCryptography，椭圆曲线密码编码学，是目前已知的公钥体制中，对每比特所提供加密强度最高的一种体制。
在软件注册保护方面起到很大的作用，一般的序列号通常由该算法产生。
当我开始整理《Java加密技术
（二）》的时候，我就已经在开始研究ECC了，但是关于Java实现ECC算法的资料实在是太少了，无论是国内还是国外的资料，无论是官方还是非官方的解释，最终只有一种答案——ECC算法在jdk1.5后加入支持，目前仅仅只能完成密钥的生成与解析。
如果想要获得ECC算法实现，需要调用硬件完成加密/解密（ECC算法相当耗费资源，如果单纯使用CPU进行加密/解密，效率低下），涉及到JavaCard领域，PKCS#11。
其实，PKCS#11配置很简单，但缺乏硬件设备，无法尝试！
尽管如此，我照旧提供相应的Java实现代码，以供大家参考。
通过java代码实现如下：
Java代码
1importjava.math.BigInteger;
2importjava.security.Key;
3importjava.security.KeyFactory;
4importjava.security.interfaces.ECPrivateKey;
5importjava.security.interfaces.ECPublicKey;
6importjava.security.spec.ECFieldF2m;
7importjava.security.spec.ECParameterSpec;
8importjava.security.spec.ECPoint;
9importjava.security.spec.ECPrivateKeySpec;
10importjava.security.spec.ECPublicKeySpec;
11importjava.security.spec.EllipticCurve;
12importjava.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
13importjava.security.spec.X509EncodedKeySpec;
14importjava.util.HashMap;
15importjava.util.Map;
16
17importjavax.crypto.Cipher;
18importjavax.crypto.NullCipher;
19
20importsun.security.ec.ECKeyFactory;
21importsun.security.ec.ECPrivateKeyImpl;
22importsun.security.ec.ECPublicKeyImpl;
23
24/**
25*ECC安全编码组件
26*
27*@author梁栋
28*@version1.0
29*@since1.0
30*/
31publicabstractclassECCCoderextendsCoder{
32
33publicstaticfinalStringALGORITHM="EC";
34privatestaticfinalStringPUBLIC_KEY="ECCPublicKey";
35privatestaticfinalStringPRIVATE_KEY="ECCPrivateKey";
36
37/**
38*解密
39*用私钥解密
40*
41*@paramdata
42*@paramkey
43*@return
44*@throwsException
45*/
46publicstaticbyte[]decrypt（byte[]data,Stringkey）throwsException{
47//对密钥解密
48byte[]keyBytes=decryptBASE64（key）;
49
50//取得私钥
51PKCS8EncodedKeySpecpkcs8KeySpec=newPKCS8EncodedKeySpec（keyBytes）;
52KeyFactorykeyFactory=ECKeyFactory.INSTANCE;
53
54ECPrivateKeypriKey=（ECPrivateKey）keyFactory
55.generatePrivate（pkcs8KeySpec）;
56
57ECPrivateKeySpececPrivateKeySpec=newECPrivateKeySpec（priKey.getS（）,
58priKey.getParams（））;
59
60//对数据解密
61//TODOChipher不支持EC算法未能实现
62Ciphercipher=newNullCipher（）;
63//Cipher.getInstance（ALGORITHM,keyFactory.getProvider（））;
64cipher.init（Cipher.DECRYPT_MODE,priKey,ecPrivateKeySpec.getParams（））;
65
66returncipher.doFinal（data）;
67}
68
69/**
70*加密
71*用公钥加密
72*
73*@paramdata
74*@paramprivateKey
75*@return
76*@throwsException
77*/
78publicstaticbyte[]encrypt（byte[]data,StringprivateKey）
79throwsException{
80//对公钥解密
81byte[]keyBytes=decryptBASE64（privateKey）;
82
83//取得公钥
84X509EncodedKeySpecx509KeySpec=newX509EncodedKeySpec（keyBytes）;
85KeyFactorykeyFactory=ECKeyFactory.INSTANCE;
86
87ECPublicKeypubKey=（ECPublicKey）keyFactory
88.generatePublic（x509KeySpec）;
89
90ECPublicKeySpececPublicKeySpec=newECPublicKeySpec（pubKey.getW（）,
91pubKey.getParams（））;
92
93//对数据加密
94//TODOChipher不支持EC算法未能实现
95Ciphercipher=newNullCipher（）;
96//Cipher.getInstance（ALGORITHM,keyFactory.getProvider（））;
97cipher.init（Cipher.ENCRYPT_MODE,pubKey,ecPublicKeySpec.getParams（））;
98
99returncipher.doFinal（data）;
100}
101
102/**
103*取得私钥
104*
105*@paramkeyMap
106*@return
107*@throwsException
108*/
109publicstaticStringgetPrivateKey（MapkeyMap）
110throwsException{
111Keykey=（Key）keyMap.get（PRIVATE_KEY）;
112
113returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
114}
115
116/**
117*取得公钥
118*
119*@paramkeyMap
120*@return
121*@throwsException
122*/
123publicstaticStringgetPublicKey（MapkeyMap）
124throwsException{
125Keykey=（Key）keyMap.get（PUBLIC_KEY）;
126
127returnencryptBASE64（key.getEncoded（））;
128}
129
130/**
131*初始化密钥
132*
133*@return
134*@throwsException
135*/
136publicstaticMapinitKey（）throwsException{
137BigIntegerx1=newBigInteger（
138"2fe13c0537bbc11acaa07d793de4e6d5e5c94eee8",16）;
139BigIntegerx2=newBigInteger（
140"289070fb05d38ff58321f2e800536d538ccdaa3d9",16）;
141
142ECPointg=newECPoint（x1,x2）;
143
144//theorderofgenerator
145BigIntegern=newBigInteger（
146"5846006549323611672814741753598448348329118574063",10）;
147//thecofactor
148inth=2;
149intm=163;
150int[]ks={7,6,3};
151ECFieldF2mecField=newECFieldF2m（m,ks）;
152//y^2+xy=x^3+x^2+1
153BigIntegera=newBigInteger（"1",2）;
154BigIntegerb=newBigInteger（"1",2）;
155
156EllipticCurveellipticCurve=newEllipticCurve（ecField,a,b）;
157
158ECParameterSpececParameterSpec=newECParameterSpec（ellipticCurve,g,
159n,h）;
160//公钥
161ECPublicKeypublicKey=newECPublicKeyImpl（g,ecParameterSpec）;
162
163BigIntegers=newBigInteger（
164"1234006549323611672814741753598448348329118574063",10）;
165//私钥
166ECPrivateKeyprivateKey=newECPrivateKeyImpl（s,ecParameterSpec）;
167
168MapkeyMap=newHashMap
（2）;
169
170keyMap.put（PUBLIC_KEY,publicKey）;
171keyMap.put（PRIVATE_KEY,privateKey）;
172
173returnkeyMap;
174}
175
176}
请注意上述代码中的TODO内容，再次提醒注意，Chipher不支持EC算法，以上代码仅供参考。
Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey均不支持EC算法。
为了确保程序能够正常执行，我们使用了NullCipher类，验证程序。
照旧提供一个测试类：
Java代码
177importstaticorg.junit.Assert.*;
178
179importjava.math.BigInteger;
180importjava.security.spec.ECFieldF2m;
181importjava.security.spec.ECParameterSpec;
182importjava.security.spec.ECPoint;
183importjava.security.spec.ECPrivateKeySpec;
184importjava.security.spec.ECPublicKeySpec;
185importjava.security.spec.EllipticCurve;
186importjava.util.Map;
187
188importorg.junit.Test;
189
190/**
191*
192*@author梁栋
193*@version1.0
194*@since1.0
195*/
196publicclassECCCoderTest{
197
198@Test
199publicvoidtest（）throwsException{
200StringinputStr="abc";
201byte[]data=inputStr.getBytes（）;
202
203MapkeyMap=ECCCoder.initKey（）;
204
205StringpublicKey=ECCCoder.getPublicKey（keyMap）;
206StringprivateKey=ECCCoder.getPrivateKey（keyMap）;
207System.err.println（"公钥:
\n"+publicKey）;
208System.err.println（"私钥：
\n"+privateKey）;
209
210byte[]encodedData=ECCCoder.encrypt（data,publicKey）;
211
212byte[]decodedData=ECCCoder.decrypt（encodedData,privateKey）;
213
214StringoutputStr=newString（decodedData）;
215System.err.println（"加密前:
"+inputStr+"\n\r"+"解密后:
"+outputStr）;
216assertEquals（inputStr,outputStr）;
217}
218}
控制台输出：
Console代码
219公钥:
220MEAwEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEAAEDLAAEAv4TwFN7vBGsqgfXk95ObV5clO7oAokHD7BdOP9YMh8u
221gAU21TjM2qPZ
222
223私钥：
224MDICAQAwEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEAAEEGzAZAgEBBBTYJsR3BN7TFw7JHcAHFkwNmfil7w==
225
226加密前:
abc
227
228解密后:
abc
本篇的主要内容为Java证书体系的实现。
请大家在阅读本篇内容时，预先了解RSA加密算法。
在构建Java代码实现前，我们需要完成证书的制作。
1.生成keyStroe文件
在命令行下执行以下命令：
Shell代码
229keytool-genkey-validity36000-aliaswww.zlex.org-keyalgRSA-keystored:
\zlex.keystore
其中
-genkey表示生成密钥
-validity指定证书有效期，这里是36000天
-alias指定别名，这里是www.zlex.org
-keyalg指定算法，这里是RSA
-keystore指定存储位置，这里是d:
\zlex.keystore
在这里我使用的密码为123456
控制台输出：
Console代码
230输入keystore密码：
231再次输入新密码:
232您的名字与姓氏是什么？
233[Unknown]：
www.zlex.org
234您的组织单位名称是什么？
235[Unknown]：
zlex
236您的组织名称是什么？
237[Unknown]：
zlex
238您所在的城市或区域名称是什么？
239[Unknown]：
BJ
240您所在的州或省份名称是什么？
241[Unknown]：
BJ
242该单位的两字母国家代码是什么
243[Unknown]：
CN
244CN=www.zlex.org,OU=zlex,O=zlex,L=BJ,ST=BJ,C=CN正确吗？
245[否]：
Y
246
247输入的主密码
248（如果和keystore密码相同，按回车）：
249再次输入新密码:
这时，在D盘下会生成一个zlex.keystore的文件。
2.生成自签名证书
光有keyStore文件是不够的，还需要证书文件，证书才是直接提供给外界使用的公钥凭证。
导出证书：
Shell代码
250keytool-export-keystored:
\zlex.keystore-aliaswww.zlex.org-filed:
\zlex.cer-rfc
其中
-export指定为导出操作
-keystore指定keystore文件
-alias指定导出keystore文件中的别名
-file指向导出路径
-rfc以文本格式输出，也就是以BASE64编码输出
这里的密码是123456
控制台输出：
Console代码
251输入keystore密码：
252保存在文件中的认证\zlex.cer>
当然，使用方是需要导入证书的！
可以通过自签名证书完成CAS单点登录系统的构建！
Ok，准备工作完成，开始Java实现！
通过java代码实现如下：
Java代码
253importjava.io.FileInputStream;
254importjava.security.KeyStore;
255importjava.security.PrivateKey;
256importjava.security.PublicKey;
257importjava.security.Signature;
258importjava.security.cert.Certificate;
259importjava.security.cert.CertificateFactory;
260importjava.security.cert.X509Certificate;
261importjava.util.Date;
262
263importjavax.crypto.Cipher;
264
265/**
266*证书组件
267*
268*@author梁栋
269*@version1.0
270*@since1.0
271*/
272publicabstractclassCertificateCoderextendsCoder{
273
274
275/**
276*Java密钥库（JavaKeyStore，JKS）KEY_STORE
277*/
278publicstaticfinalStringKEY_STORE="JKS";
279
280publicstaticfinalStringX509="X.509";
281
282/**
283*由KeyStore获得私钥
284*
285*@paramkeyStorePath
286*@paramalias
287*@parampassword
288*@return
289*@throwsException
290*/
291privatestaticPrivateKeygetPrivateKey（StringkeyStorePath,Stringalias,
292Stringpassword）throwsException{
293KeyStoreks=getKeyStore（keyStorePath,password）;
294PrivateKeykey=（PrivateKey）ks.getKey（alias,passwor
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