Java加密技术

1）消息摘要：

　 　这是一种与消息认证码结合使用以确保消息完整性的技术。主要使用单向散列函数算法，可用于检验消息的完整性，和通过散列密码直接以文本形式保存等，目前 广泛使用的算法有MD4、MD5、SHA-1，jdk1.5对上面都提供了支持，在java中进行消息摘要很简单， java.security.MessageDigest提供了一个简易的操作方法：

/** *MessageDigestExample.java *Copyright 2005-2-16 */ import java.security.MessageDigest; /** *单一的消息摘要算法，不使用密码.可以用来对明文消息（如：密码）隐藏保存 */ public class MessageDigestExample{ 　public static void main(String[] args) throws Exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　System.err.println("Usage:java MessageDigestExample text"); 　　　System.exit(1); 　　} 　　byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); 　　//使用getInstance("算法")来获得消息摘要,这里使用SHA-1的160位算法 　　MessageDigest messageDigest=MessageDigest.getInstance("SHA-1"); 　　System.out.println("/n"+messageDigest.getProvider().getInfo()); 　　//开始使用算法 　　messageDigest.update(plainText); 　　System.out.println("/nDigest:"); 　　//输出算法运算结果 　　System.out.println(new String(messageDigest.digest(),"UTF8")); 　} }

　　还可以通过消息认证码来进行加密实现，javax.crypto.Mac提供了一个解决方案，有兴趣者可以参考相关API文档，本文只是简单介绍什么是摘要算法。

　　2）私钥加密：

　　消息摘要只能检查消息的完整性，但是单向的，对明文消息并不能加密，要加密明文的消息的话，就要使用其他的算法，要确保机密性，我们需要使用私钥密码术来交换私有消息。

　　这种最好理解，使用对称算法。比如：A用一个密钥对一个文件加密，而B读取这个文件的话，则需要和A一样的密钥，双方共享一个私钥（而在web环境下，私钥在传递时容易被侦听）：

　 　使用私钥加密的话，首先需要一个密钥，可用javax.crypto.KeyGenerator产生一个密钥(java.security.Key), 然后传递给一个加密工具(javax.crypto.Cipher),该工具再使用相应的算法来进行加密，主要对称算法有：DES（实际密钥只用到56 位），AES（支持三种密钥长度：128、192、256位），通常首先128位，其他的还有DESede等，jdk1.5种也提供了对对称算法的支持， 以下例子使用AES算法来加密：

/** *PrivateExmaple.java *Copyright 2005-2-16 */ import javax.crypto.Cipher; import javax.crypto.KeyGenerator; import java.security.Key; /** *私?加密，保证消息机密性 */ public class PrivateExample{ 　public static void main(String[] args) throws Exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　System.err.println("Usage:java PrivateExample "); 　　　System.exit(1); 　　} 　　byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); 　　//通过KeyGenerator形成一个key 　　System.out.println("/nStart generate AES key"); 　　KeyGenerator keyGen=KeyGenerator.getInstance("AES"); 　　keyGen.init(128); 　　Key key=keyGen.generateKey(); 　　System.out.println("Finish generating DES key"); 　　//获得一个私?加密类Cipher，ECB是加密方式，PKCS5Padding是填充方法 　　Cipher cipher=Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding"); 　　System.out.println("/n"+cipher.getProvider().getInfo()); 　　//使用私?加密 　　System.out.println("/nStart encryption:"); 　　cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key); 　　byte[] cipherText=cipher.doFinal(plainText); 　　System.out.println("Finish encryption:"); 　　System.out.println(new String(cipherText,"UTF8")); 　　System.out.println("/nStart decryption:"); 　　cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key); 　　byte[] newPlainText=cipher.doFinal(cipherText); 　　System.out.println("Finish decryption:"); 　　System.out.println(new String(newPlainText,"UTF8")); 　} }

　　3）公钥加密：

　 　上面提到，私钥加密需要一个共享的密钥，那么如何传递密钥呢？web环境下，直接传递的话很容易被侦听到，幸好有了公钥加密的出现。公钥加密也叫不对称 加密，不对称算法使用一对密钥对，一个公钥，一个私钥，使用公钥加密的数据，只有私钥能解开（可用于加密）；同时，使用私钥加密的数据，只有公钥能解开 （签名）。但是速度很慢（比私钥加密慢100到1000倍），公钥的主要算法有RSA，还包括Blowfish,Diffie-Helman等， jdk1.5种提供了对RSA的支持，是一个改进的地方：

/** *PublicExample.java *Copyright 2005-2-16 */ import java.security.Key; import javax.crypto.Cipher; import java.security.KeyPairGenerator; import java.security.KeyPair; /** *一个简单的公?加密例子,Cipher类使用KeyPairGenerator生成的公?和私? */ public class PublicExample{ 　public static void main(String[] args) throws Exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　System.err.println("Usage:java PublicExample "); 　　　System.exit(1); 　　} 　　byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); 　　//构成一个RSA密钥 　　System.out.println("/nStart generating RSA key"); 　　KeyPairGenerator keyGen=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); 　　keyGen.initialize(1024); 　　KeyPair key=keyGen.generateKeyPair(); 　　System.out.println("Finish generating RSA key"); 　　//获得一个RSA的Cipher类，使用公?加密 　　Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding"); 　　System.out.println("/n"+cipher.getProvider().getInfo()); 　　System.out.println("/nStart encryption"); 　　cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key.getPublic()); 　　byte[] cipherText=cipher.doFinal(plainText); 　　System.out.println("Finish encryption:"); 　　System.out.println(new String(cipherText,"UTF8")); 　　//使用私?解密 　　System.out.println("/nStart decryption"); 　　cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key.getPrivate()); 　　byte[] newPlainText=cipher.doFinal(cipherText); 　　System.out.println("Finish decryption:"); 　　System.out.println(new String(newPlainText,"UTF8")); 　} }

4）数字签名：

　　数字签名，它是确定 交换消息的通信方身份的第一个级别。上面A通过使用公钥加密数据后发给B，B利用私钥解密就得到了需要的数据，问题来了，由于都是使用公钥加密，那么如何 检验是A发过来的消息呢？上面也提到了一点，私钥是唯一的，那么A就可以利用A自己的私钥进行加密，然后B再利用A的公钥来解密，就可以了；数字签名的原 理就基于此，而通常为了证明发送数据的真实性，通过利用消息摘要获得简短的消息内容，然后再利用私钥进行加密散列数据和消息一起发送。java中为数字签 名提供了良好的支持，java.security.Signature类提供了消息签名：

 

/** *DigitalSignature2Example.java *Copyright 2005-2-16 */ import java.security.Signature; import java.security.KeyPairGenerator; import java.security.KeyPair; import java.security.SignatureException; /** *数字签名，使用RSA私钥对对消息摘要签名，然后使用公?验证 测试 */ public class DigitalSignature2Example{ 　public static void main(String[] args) throws Exception{ 　　if(args.length!=1){ 　　　System.err.println("Usage:java DigitalSignature2Example "); 　　　System.exit(1); 　　} 　　byte[] plainText=args[0].getBytes("UTF8"); 　　//形成RSA公钥对 　　System.out.println("/nStart generating RSA key"); 　　KeyPairGenerator keyGen=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); 　　keyGen.initialize(1024); 　　KeyPair key=keyGen.generateKeyPair(); 　　System.out.println("Finish generating RSA key"); 　　//使用私?签名 　　Signature sig=Signature.getInstance("SHA1WithRSA"); 　　sig.initSign(key.getPrivate()); 　　sig.update(plainText); 　　byte[] signature=sig.sign(); 　　System.out.println(sig.getProvider().getInfo()); 　　System.out.println("/nSignature:"); 　　System.out.println(new String(signature,"UTF8")); 　　//使用公?验证 　　System.out.println("/nStart signature verification"); 　　sig.initVerify(key.getPublic()); 　　sig.update(plainText); 　　try{ 　　　if(sig.verify(signature)){ 　　　　System.out.println("Signature verified"); 　　　}else System.out.println("Signature failed"); 　　　}catch(SignatureException e){ 　　　　System.out.println("Signature failed"); 　　　} 　　} }

 

　　5)数字证书。

　　还有个问题，就是公钥问题，A 用私钥加密了，那么B接受到消息后，用A提供的公钥解密；那么现在有个讨厌的C，他把消息拦截了，然后用自己的私钥加密，同时把自己的公钥发给B，并告诉 B，那是A的公钥，结果....，这时候就需要一个中间机构出来说话了（相信权威，我是正确的），就出现了Certificate Authority(也即CA），有名的CA机构有Verisign等，目前数字认证的工业标准是：CCITT的X.509：
数字证书：它将一个身份标识连同公钥一起进行封装，并由称为认证中心或 CA 的第三方进行数字签名。

　 　密钥库：java平台为你提供了密钥库，用作密钥和证书的资源库。从物理上讲，密钥库是缺省名称为 .keystore 的文件（有一个选项使它成为加密文件）。密钥和证书可以拥有名称（称为别名），每个别名都由唯一的密码保护。密钥库本身也受密码保护；您可以选择让每个别 名密码与主密钥库密码匹配。

　　使用工具keytool，我们来做一件自我认证的事情吧（相信我的认证）：

　　1、 创建密钥库keytool -genkey -v -alias feiUserKey -keyalg RSA 默认在自己的home目录下（windows系统是c:/documents and settings/<你的用户名> 目录下的.keystore文件），创建我们用 RSA 算法生成别名为 feiUserKey 的自签名的证书,如果使用了-keystore mm 就在当前目录下创建一个密钥库mm文件来保存密钥和证书。

　　2、查看证书：keytool -list 列举了密钥库的所有的证书

　　也可以在dos下输入keytool -help查看帮助。

http://tech.sina.com.cn/s/s/2005-02-17/1121528492.shtml





数据加密/编码算法列表

常见用于保证安全的加密或编码算法如下：

1、常用密钥算法

密钥算法用来对敏感数据、摘要、签名等 信息 进行加密，常用的密钥算法包括：

• DES（Data Encryption Standard）：数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；
• 3DES（Triple DES）：是基于DES，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；
• RC2和 RC4：用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；
• IDEA（International Data Encryption Algorithm） 国际 数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；
• RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件快的长度也是可变的；
• DSA（Digital Signature Algorithm）：数字签名算法，是一种标准的 DSS（数字签名标准）；
• AES（Advanced Encryption Standard）：高级加密标准，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，目前 AES 标准的一个实现是 Rijndael 算法；
• BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；
• 其它算法，如ElGamal、Deffie-Hellman、新型椭圆曲线算法ECC等。

 2、单向散列算法

单向散列函数一般用于产生消息摘要，密钥加密等，常见的有：

• MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA数据安全公司 开发 的一种单向散列算法，MD5被广泛使用，可以用来把不同长度的数据块进行暗码运算成一个128位的数值；
• SHA（Secure Hash Algorithm）这是一种较新的散列算法，可以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值；
• MAC（Message Authentication Code）：消息认证 代码 ，是一种使用密钥的单向函数，可以用它们在系统上或用户之间认证文件或消息。HMAC（用于消息认证的密钥散列法）就是这种函数的一个例子。
• CRC（Cyclic Redundancy Check）：循环冗余校验码，CRC校验由于实现简单，检错能力强，被广泛使用在各种数据校验应用中。占用系统 资源 少，用软硬件均能实现，是进行数据传输差错检测地一种很好的手段（CRC 并不是严格意义上的散列算法，但它的作用与散列算法大致相同，所以归于此类）。

 3、其它数据算法

其它数据算法包括一些常用编码算法及其与明文（ASCII、Unicode 等）转换等，如 Base 64、Quoted Printable、EBCDIC 等。