Java安全之对称加密、非对称加密、数字签名

Java中加密分为两种方式一个是对称加密，另一个是非对称加密。对称加密是因为加密和解密的钥匙相同，而非对称加密是加密和解密的钥匙不同。

对称加密与非对称加密的区别：

对称加密称为密钥加密，速度快，但加密和解密的钥匙必须相同，只有通信双方才能知道密钥。

非对称加密称为公钥加密，算法更加复杂，速度慢，加密和解密钥匙不相同，任何人都可以知道公钥，只有一个人持有私钥可以解密。

对称加密解密：

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/*

* 对称加密

*/

private static void secretEncrypt() throws Exception {

//使用Cipher的实例

Cipher cipher =Cipher.getInstance("AES");

//得到加密的钥匙

SecretKey key =KeyGenerator.getInstance("AES").generateKey();

//初始化加密操作,传递加密的钥匙

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);

//将加密的钥匙写入secretKey.key文件中

FileOutputStream fosKey=new FileOutputStream("secretKey.key");

ObjectOutputStream oosSecretKey =new ObjectOutputStream(fosKey);

oosSecretKey.writeObject(key);

oosSecretKey.close();

fosKey.close();

//将加密的内容传递进去，返回加密后的二进制数据

byte [] results =cipher.doFinal("哈哈哈哈哈".getBytes());

//将加密后的二进制数据写入到secretContent.dat文件中

FileOutputStream fosData=new FileOutputStream("secretContent.dat");

fosData.write(results);

fosData.close();

}

/*

* 对称解密

*/

private static void secretDecrypt() throws Exception{

Cipher cipher =Cipher.getInstance("AES");

//获取文件中的key进行解密

FileInputStream fisKey=new FileInputStream("secretKey.key");

ObjectInputStream oisKey =new ObjectInputStream(fisKey);

Key key =(Key)oisKey.readObject();

oisKey.close();

fisKey.close();

//初始化解密操作,传递加密的钥匙

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key);

//获取文件中的二进制数据

FileInputStream fisDat=new FileInputStream("secretContent.dat");

//获取数据第一种方式

byte [] src=new byte [fisDat.available()];

int len =fisDat.read(src);

int total =0;

while(total<src.length){

total +=len;

len=fisDat.read(src,total,src.length-total);

}

//执行解密

byte [] result=cipher.doFinal(src);

fisDat.close();

System.out.println(new String(result));

// 读文件中的数据第二种方式

// ByteArrayOutputStream baos =new ByteArrayOutputStream();

// copyStream(fisDat, baos);

// byte [] result=cipher.doFinal(baos.toByteArray());

// fisDat.close();

// baos.close();

}

// private static void copyStream(InputStream ips,OutputStream ops) throws Exception{

// byte [] buf =new byte[1024];

// int len=ips.read(buf);

// while(len!=-1){

// ops.write(buf,0,len);

// len =ips.read(buf);

// }

// }

基于口令的对称加密与解密

系统自动生成的Key不容易记忆，我们可以使用我们容易记忆的口令同过java自带的一个工具将它转换成Key，在解密的时候我们就可以通过口令进行解密。

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/*

* 基于口令的对称加密

*/

private static void secretEncrypt() throws Exception {

//实例化工具

Cipher cipher2=Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");

//使用该工具将基于密码的形式生成Key

SecretKey key2=SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES").generateSecret(new PBEKeySpec("123".toCharArray()));

PBEParameterSpec parameterspec=new PBEParameterSpec(new byte[]{1,2,3,4,5,6,7,8},1000);

//初始化加密操作，同时传递加密的算法

cipher2.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key2,parameterspec);

//将要加密的数据传递进去，返回加密后的数据

byte [] results =cipher2.doFinal("哈哈哈哈哈".getBytes());

//将加密后的数据写入到文件中

FileOutputStream fosData=new FileOutputStream("zxx.dat");

fosData.write(results);

fosData.close();

}

/*

* 基于口令的对称解密

*/

private static void secretDecrypt() throws Exception{

Cipher cipher2=Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");

SecretKey key2=SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES").generateSecret(new PBEKeySpec("123".toCharArray()));

PBEParameterSpec parameterspec=new PBEParameterSpec(new byte[]{1,2,3,4,5,6,7,8},1000);

cipher2.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key2,parameterspec);

FileInputStream fisDat=new FileInputStream("zxx.dat");

byte [] src=new byte [fisDat.available()];

int len =fisDat.read(src);

int total =0;

while(total<src.length){

total +=len;

len=fisDat.read(src,total,src.length-total);

}

byte [] result=cipher2.doFinal(src);

fisDat.close();

System.out.println(new String(result));

}

非对称加密解密：

非对称加密是公钥加密，私钥来解密，这个个人做用的少一点，主要针对于大型的网站大型的企业

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/*

* 公钥加密

*/

private static void PublicEnrypt()throws Exception {

Cipher cipher =Cipher.getInstance("RSA");

//实例化Key

KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");

//获取一对钥匙

KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();

//获得公钥

Key publicKey=keyPair.getPublic();

//获得私钥

Key privateKey=keyPair.getPrivate();

//用公钥加密

cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);

byte [] result=cipher.doFinal("传智播客".getBytes("UTF-8"));

//将Key写入到文件

saveKey(privateKey,"zxx_private.key");

//加密后的数据写入到文件

saveData(result,"public_encryt.dat");

}

/*

* 私钥解密

*/

private static void privateDecrypt() throws Exception {

Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");

//得到Key

Key privateKey=readKey("zxx_private.key");

//用私钥去解密

cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);

//读数据源

byte [] src =readData("public_encryt.dat");

//得到解密后的结果

byte[] result=cipher.doFinal(src);

//二进制数据要变成字符串需解码

System.out.println(new String(result,"UTF-8"));

}

private static void saveData(byte[] result, String fileName) throws Exception {

// TODO Auto-generated method stub

FileOutputStream fosData=new FileOutputStream(fileName);

fosData.write(result);

fosData.close();

}

public static void saveKey(Key key,String fileName)throws Exception{

FileOutputStream fosKey=new FileOutputStream(fileName);

ObjectOutputStream oosSecretKey =new ObjectOutputStream(fosKey);

oosSecretKey.writeObject(key);

oosSecretKey.close();

fosKey.close();

}

private static Key readKey(String fileName) throws Exception {

FileInputStream fisKey=new FileInputStream(fileName);

ObjectInputStream oisKey =new ObjectInputStream(fisKey);

Key key=(Key)oisKey.readObject();

oisKey.close();

fisKey.close();

return key;

}

private static byte[] readData(String filename) throws Exception {

FileInputStream fisDat=new FileInputStream(filename);

byte [] src=new byte [fisDat.available()];

int len =fisDat.read(src);

int total =0;

while(total<src.length){

total +=len;

len=fisDat.read(src,total,src.length-total);

}

fisDat.close();

return src;

}

数字签名：

数字签名的基础是公钥和私钥的非对称加密，发送者使用私钥加密的消息摘要(签名)，接收者使用公钥解密消息摘要以验证签名是否是某个人。

要证明这段数据是你发过来的，并且没有被别人改过，这就需要用到数字签名，首先我们对整个文档进行md5加密得到16个字节，然后把消息摘要和文档发过去，解密者首先对发过来的文档进行解密，解密后得到一个摘要(md5)，对接收的文档进行md5加密,得到的md5结果匹配解密后的摘要，如果匹配成功的话证明没有修改过，我们使用Signature进行签名

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/*

* 使用私钥签名

*/

private static void sign()throws Exception {

//实例化Key

KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");

//获取一对钥匙

KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();

//获得公钥

PublicKey publicKey=keyPair.getPublic();

//获得私钥

PrivateKey privateKey=keyPair.getPrivate();

//数字签名

Signature signature =Signature.getInstance("SHA1withRSA");

signature.initSign(privateKey);//用私钥签名

signature.update("这里签名".getBytes());//对怎样的数据进行签名

byte [] sign=signature.sign(); //获取签名的结果

//保存公钥并写入文件中

saveKey(publicKey,"zxx_private.key");

//将签名后的数据写入到文件

saveData(sign,"public_encryt.dat");

}

/*

* 公钥解密

*/

private static void verify() throws Exception {

Signature signture =Signature.getInstance("SHA1withRSA");

//获取到公钥

PublicKey publicKey=(PublicKey)readKey("zxx_private.key");

//初始化校验

signture.initVerify(publicKey);

//初始化签名对象

signture.update("这里签名".getBytes());

//读数据源

byte [] sign =readData("public_encryt.dat");

//返回匹配结果

boolean isYouSigned=signture.verify(sign);

//如果返回数据为true则数据没有发生修改，否则发生修改

System.out.println(isYouSigned);

}