本文主要谈一下密码学中的加密和数字签名，以及其在java中如何进行使用。在jdk1.5的发行版本中安全性方面有了很大的改进。

　　一、密码学上常用的概念　

　　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：

 

import java.security.MessageDigest;

 

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：

 

 

import javax.crypto.Cipher;

 

import javax.crypto.KeyGenerator;

import java.security.Key;

 

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");

 

　　//获得一个私鈅加密类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());

 

　　//使用私鈅加密

 

　　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：

 

 

import java.security.Key;

 

import javax.crypto.Cipher;

import java.security.KeyPairGenerator;

import java.security.KeyPair;

/**

*一个简单的公鈅加密例子,Cipher类使用KeyPairGenerator生成的公鈅和私鈅

*/

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，使用公鈅加密

 

　　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"));

 

　　//使用私鈅解密

 

　　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"));

　}

}

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