Java加解密密和数字签名

最近初步接触了下Java加密和数字签名的相关内容，目前学习的主要内容如下：

1）消息摘要

2）私钥加密

3）公钥加密

4）数字签名

5）数字证书 

以下是对这几步的代码实例，代码就是我们的语言  哈

1. 消息摘要

        String beforeDegist = "asdf";  
        System.out.println("摘要前:"+beforeDegist);    
          
        //初始信息要转换成字节流的形式  
        byte[] plainText = beforeDegist.getBytes("UTF8");  
 
        //使用getInstance("算法")来获得消息摘要,这里使用SHA-1的160位算法或者MD5算法
	//MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA-1");  
        MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5");  
          
	//System.out.println("/n" + messageDigest.getProvider().getInfo());  
          
        //开始使用算法  
        messageDigest.update(plainText);  
          
        //输出算法运算结果  
        String afterDegist = new String(messageDigest.digest(),"UTF8");  
        System.out.println("摘要后:"+afterDegist); 

              
2. 私钥加密

  /** 
   * 此例子是对一个字符串信息，用一个私钥(key)加密，然后在用该私钥解密，验证是否一致 
   * 私钥加密，是对称加密 
   * 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） 
   *  
   * 附：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 
   */ 
	String before = "asdf";         
        byte[] plainText = before.getBytes("UTF8");  
          
        // STEP 1.               

        System.out.println("Start generate AES key.");  

        //得到一个使用AES算法的KeyGenerator的实例  
        KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("AES");  

        //定义密钥长度128位  
        keyGen.init(128);  

        //通过KeyGenerator产生一个key（密钥算法刚才已定义，为AES）  
        Key key = keyGen.generateKey();  

        System.out.println("Finish generating AES key="+key);  

        //STEP 2.       

        //获得一个私钥加密类Cipher，定义Cipher的基本信息：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());  

         
        //STEP 3.      

        // 使用私钥加密  
        System.out.println("/n用私钥加密...");  
        // 把刚才生成的key当作参数，初始化使用刚才获得的私钥加密类，Cipher.ENCRYPT_MODE意思是加密  
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);  
          
        //私钥加密类Cipher进行加密，加密后返回一个字节流byte[]  
        byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText);  
          
        //以UTF8格式把字节流转化为String  
        String after1 = new String(cipherText, "UTF8");  
        System.out.println("用私钥加密完成："+after1);  

          
        // STEP 4.     

        //使用私钥对刚才加密的信息进行解密，看看是否一致，Cipher.DECRYPT_MODE意思是解密钥  
        System.out.println("/n用私钥解密...");  
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);  
          
        //对刚才私钥加密的字节流进行解密，解密后返回一个字节流byte[]  
        byte[] newPlainText = cipher.doFinal(cipherText);  
          
        String after2 = new String(newPlainText, "UTF8");  
        System.out.println("用私钥解密完成："+after2);  

3. 公钥加密

        String before = "asdf";         
        byte[] plainText = before.getBytes("UTF8");  
          
        //产生一个RSA密钥生成器KeyPairGenerator(顾名思义：一对钥匙生成器)  
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");  


        //定义密钥长度1024位  
        keyGen.initialize(1024);  


        //通过KeyPairGenerator产生密钥,注意：这里的key是一对钥匙！！  
        KeyPair key = keyGen.generateKeyPair();  
 
        //获得一个RSA的Cipher类，使用公钥加密  
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");  
	//System.out.println("/n" + cipher.getProvider().getInfo());  
 
        System.out.println("/n用公钥加密...");  


        //Cipher.ENCRYPT_MODE意思是加密，从一对钥匙中得到公钥 key.getPublic()  
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key.getPublic());  


        //用公钥进行加密，返回一个字节流  
        byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText);  


        //以UTF8格式把字节流转化为String  
        String after1 = new String(cipherText, "UTF8");  


        System.out.println("用公钥加密完成："+after1);  
 
          
        //使用私钥解密  
        System.out.println("/n用私钥解密...");  


        //Cipher.DECRYPT_MODE意思是解密模式，从一对钥匙中得到私钥 key.getPrivate()  
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key.getPrivate());  


        //用私钥进行解密，返回一个字节流  
        byte[] newPlainText = cipher.doFinal(cipherText);  
 
        String after2 = new String(newPlainText, "UTF8");  
        System.out.println("用私钥解密完成："+after2); 

4. 数字签名

       /** 
         * 此例子是数字签名的例子，使用RSA私钥对消息摘要（这里指的是原始数据）进行签名，然后使用公钥验证签名 
         *  
         * A通过使用B的公钥加密数据后发给B，B利用B的私钥解密就得到了需要的数据（进过B公钥加密的数据只有B的私钥能够 
         * 解开，C没有B的私钥，所以C解不开，但C可以使用B的公钥加密一份数据发给B，这样一来，问题来了，B收到的数据到 
         * 底是A发过来的还是C发过来的呢） 
         * 由于私钥是唯一的，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，就可以确定：一定是A的消 
         * 息，数字签名的原理就基于此 
         *  
         * 总结：A想将目标数据传给B，此时A需要准备1和2两部分 
         * 1：A使用B的公钥将原始信息加密，以起到保密作用（只有B的私钥能解开，其他人使用其他钥匙都解不开，当然就保密咯） 
         * 2：A使用A的私钥将原始信息的摘要进行签名，以起到接收方B确定是A发过来的作用（A用A的私钥对目标数据的摘要进行签 
         * 名，然后传给B,同时，C用C的私钥对任意信息进行签名也传给B，B想接受的是A的数据（比如说一个转帐请求），于是B 
         * 就通过A的公钥对接受到的两个信息进行解密，解开的就是A（A的公钥能且只能解开A的私钥加密的数据）） 
         */ 
        String before = "asdf";  
        byte[] plainText = before.getBytes("UTF8");  
 
        //形成RSA公钥对  
        KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");  
        keyGen.initialize(1024);  
        KeyPair key = keyGen.generateKeyPair();  
 
        //使用私钥签名**********************************************************  
        Signature sig = Signature.getInstance("SHA1WithRSA");  
        sig.initSign(key.getPrivate());//sig对象得到私钥  


        //签名对象得到原始数据  
        sig.update(plainText);//sig对象得到原始数据(现实中用的是原始数据的摘要，摘要的是单向的，即摘要算法后无法解密)  
        byte[] signature = sig.sign();//sig对象用私钥对原始数据进行签名，签名后得到签名signature  
	//System.out.println(sig.getProvider().getInfo());  


        String after1 = new String(signature, "UTF8");  
        System.out.println("/n用私钥签名后:"+after1);  
 
        //使用公钥验证
        key = keyGen.generateKeyPair(); 
        sig.initVerify(key.getPublic());//sig对象得到公钥 


        //签名对象得到原始信息 
        sig.update(plainText);//sig对象得到原始数据(现实中是摘要)  
        try {  
            if (sig.verify(signature)) {//sig对象用公钥解密签名signature得到原始数据(即摘要)，一致则true  
                System.out.println("签名验证正确！！"+new String(plainText, "UTF8"));  
            } else {  
                System.out.println("签名验证失败！！");  
            }  
        } catch (SignatureException e) {  
            System.out.println("签名验证失败！！");  
        }  

  
5. 数字证书  

    /** 
      * 此例是对“数字证书”文件的操作 
       * java平台（在机器上安装jdk）为你提供了密钥库(证书库)，cmd下提供了keytool命令就可以创建证书库 
       *  
       * 在运行此例前： 
       * 在c盘目录下创建一个证书，指定证书库为BocsoftKeyLib，创建别名为TestCertification的一条证书，它指定用  
       * RSA 算法生成，且指定密钥长度为1024，证书有效期为1年 
       * 导出证书文件为TC.cer已存于本地磁盘C:/ 
       * 密码是qazzaq
       */ 
      try {  
            //前提：将证书库中的一条证书导出到证书文件(我写的例子里证书文件叫TC.cer)  
            //从证书文件TC.cer里读取证书信息  
            CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("X.509"); 


            FileInputStream in = new FileInputStream("C:/TC.cer"); 


            //将文件以文件流的形式读入证书类Certificate中 
            Certificate c = cf.generateCertificate(in); 
            System.err.println("转换成String后的证书信息："+c.toString());*/ 
            
            //或者不用上面代码的方法，直接从证书库中读取证书信息，和上面的结果一摸一样  
            String pass="qazzaq";     
            FileInputStream in2=new FileInputStream("C:/BocsoftKeyLib");     


            KeyStore ks=KeyStore.getInstance("JKS");     
            ks.load(in2,pass.toCharArray());  
            String alias = "TestCertification"; //alias为条目的别名  
            Certificate c=ks.getCertificate(alias);  
            System.err.println("转换成String后的证书信息："+c.toString());  
            
            //获取获取X509Certificate类型的对象，这是证书类获取Certificate的子类，实现了更多方法  
            X509Certificate t=(X509Certificate)c;  
            //从信息中提取需要信息  
            System.out.println("版本号:"+t.getVersion());     
            System.out.println("序列号:"+t.getSerialNumber().toString(16));     
            System.out.println("主体名："+t.getSubjectDN());     
            System.out.println("签发者："+t.getIssuerDN());     
            System.out.println("有效期："+t.getNotBefore());     
            System.out.println("签名算法："+t.getSigAlgName()); 


            byte [] sig=t.getSignature();//签名值  
            PublicKey pk = t.getPublicKey();   
            byte [] pkenc=pk.getEncoded();     
            System.out.println("公钥：");     
            for(int i=0;i<pkenc.length;i++){  
                System.out.print(pkenc[i]+",");     
            }  
            System.err.println();
              
            //证书的日期有效性检查，颁发的证书都有一个有效性的日期区间  
            Date TimeNow=new Date();        
            t.checkValidity(TimeNow);     
            System.out.println("证书的日期有效性检查:有效的证书日期！");
              
            //验证证书签名的有效性，通过数字证书认证中心(CA)机构颁布给客户的CA证书，比如：caroot.crt文件  
            //我手里没有CA颁给我的证书，所以下面代码执行不了  
            /*FileInputStream in3=new FileInputStream("caroot.crt");    
            //获取CA证书 
            Certificate cac = cf.generateCertificate(in3);


            //获取CA的公钥    
            PublicKey pbk=cac.getPublicKey();    
            //c为本地证书，也就是待检验的证书，用CA的公钥校验数字证书c的有效性 
            c.verify(pbk);              
        } catch(CertificateExpiredException e){//证书的日期有效性检查:过期     
            System.out.println("证书的日期有效性检查:过期");        
        } catch(CertificateNotYetValidException e){ //证书的日期有效性检查:尚未生效     
            System.out.println("证书的日期有效性检查:尚未生效");     
        } catch (CertificateException ce) {  
            ce.printStackTrace();  
        } catch (FileNotFoundException fe) {  
            fe.printStackTrace();  
        } /*catch (IOException ioe){ 
             
        } catch (KeyStoreException kse){ 
             
        }*/ catch (Exception e){  
            e.printStackTrace();  
        } 
    }