Java编程实现非对称加密的方法详解

 更新时间:2017年08月11日 12:06:09   转载 作者:迟做总比不做强  
这篇文章主要介绍了Java编程实现非对称加密的方法,简单讲述了非对称加密的概念、原理,并结合实例形式分析了java实现DH加密解密、RSA加密解密、ElGamal加密等具体操作技巧,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了Java编程实现非对称加密的方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

对称加密算法在加密和解密时使用的是同一个秘钥;而非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密,这两个秘钥是公开密钥(public key,简称公钥)和私有密钥(private key,简称私钥)。

是一种 高级的双保险加密方式,一般的实现加密方式有DH密钥交换算法,RSA基于因子分解算法,ElGamal离散对数算法及ECC椭圆曲线加密等。

DH加密解密

/**
 * 非对称加密之:DH加密
 * 非对称DH,是安全性基于在有限域中计算离散对数的难度的一种加密算法。
 * 可用于密钥分发,但不能用于加/解密报文。DH即Diffie-Hellman算法的简写,也缩写为D-H算法。
 * D-H加密算法的核心思想就是大素数不可分解质因数的数学理论方法。
 * @description:
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncryptDH {
private static String dhStr = "encrypt test by DH";
public static void main(String[] args) {
jdkDh();
}
private static void jdkDh() {
try {
// 初始化发送方密钥
KeyPairGenerator senderKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
senderKeyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair senderKeyPair = senderKeyPairGenerator.generateKeyPair();
byte[] senderPublicKeyEnc = senderKeyPair.getPublic().getEncoded();// 发送方的公钥,发送给接受方,发送方式多种,比如文件,网络等
// 初始化接受方密钥
KeyFactory receiverKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(senderPublicKeyEnc);
PublicKey receiverPublicKey = receiverKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
DHParameterSpec dhParameterSpec = ((DHPublicKey) receiverPublicKey).getParams();
KeyPairGenerator receiverKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
receiverKeyPairGenerator.initialize(dhParameterSpec);
KeyPair receiveKeyPair = receiverKeyPairGenerator.generateKeyPair();
PrivateKey receiverPrivateKey = receiveKeyPair.getPrivate();
byte[] receiverPublicKeyEnc = receiveKeyPair.getPublic().getEncoded();
// 密钥构建
KeyAgreement receiverKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
receiverKeyAgreement.init(receiverPrivateKey);
receiverKeyAgreement.doPhase(receiverPublicKey, true);
SecretKey receiverSecretKey = receiverKeyAgreement.generateSecret("DES");
KeyFactory senderKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(receiverPublicKeyEnc);
PublicKey senderPublicKey = senderKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
KeyAgreement senderKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
senderKeyAgreement.init(senderKeyPair.getPrivate());
senderKeyAgreement.doPhase(senderPublicKey, true);
SecretKey snederSecretKey = senderKeyAgreement.generateSecret("DES");
if (Objects.equals(receiverSecretKey, snederSecretKey)) {
System.out.println("双方密钥相同");
}
// 加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, snederSecretKey);
byte[] result = cipher.doFinal(dhStr.getBytes());
System.out.println("DH加密后为:" + Base64.encode(result));
// 解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, receiverSecretKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("DH解密后为:" + new String(result));
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

RSA加密解密

/**
 * 非对称加密之:RSA加密
 * @description:
 * RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特(Ron Rivest)、阿迪·萨莫尔(Adi Shamir)和伦纳德·阿德曼(Leonard Adleman)一起提出的。
 * 1987年首次公布,当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。
 * RSA是目前最有影响力的公钥加密算法,它能够抵抗到目前为止已知的绝大多数密码攻击,已被ISO推荐为公钥数据加密标准。
 * 今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到2008年为止,世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长,用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。
 * 但在分布式计算和量子计算机理论日趋成熟的今天,RSA加密安全性受到了挑战。
 * RSA算法基于一个十分简单的数论事实:将两个大素数相乘十分容易,但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难,因此可以将乘积公开作为加密密钥。
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncryptRSA {
private static String rsaStr = "encrypt test by ElGamal";
public static void main(String[] args) {
jdkRSA();
}
private static void jdkRSA() {
try {
// 初始化密钥
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
keyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
System.out.println("RSA公钥:" + Base64.encode(rsaPublicKey.getEncoded()));
System.out.println("RSA私钥:" + Base64.encode(rsaPrivateKey.getEncoded()));
// 私钥加密,公钥解密--加密
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] result = cipher.doFinal(rsaStr.getBytes());
System.out.println("RSA私钥加密,公钥解密--加密:" + Base64.encode(result));
// 私钥加密,公钥解密--解密
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("RSA私钥加密,公钥解密--解密:" + new String(result));
// 公钥加密,私钥解密--加密
x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
result = cipher.doFinal(rsaStr.getBytes());
System.out.println("公钥加密,私钥解密--加密:" + Base64.encode(result));
// 公钥加密,私钥解密--解密
pkcs8EncodedKeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());
keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
privateKey= keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("公钥加密,私钥解密--解密:" + new String(result));
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

ElGamal加密

/**
 * 非对称加密之:ElGamal加密
 * @description:
 * ElGamal算法,是一种较为常见的加密算法,它是基于1984年提出的公钥密码体制和椭圆曲线加密体系。
 * 既能用于数据加密也能用于数字签名,其安全性依赖于计算有限域上离散对数这一难题。
 * 在加密过程中,生成的密文长度是明文的两倍,且每次加密后都会在密文中生成一个随机数K,
 * 在密码中主要应用离散对数问题的几个性质:求解离散对数(可能)是困难的,而其逆运算指数运算可以应用平方-乘的方法有效地计算。
 * 也就是说,在适当的群G中,指数函数是单向函数。
 * @date 2015-10-29 上午9:08:14
 */
public class EncrypElGamal {
private static String rsaStr = "encrypt test by ElGamal";
public static void main(String[] args) {
jdkRSA();
}
private static void jdkRSA() {
try {
// 公钥加密,私钥解密
// Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());//需要添加bouncycastleprovider jar
//初始化密钥
AlgorithmParameterGenerator algorithmParameterGenerator=AlgorithmParameterGenerator.getInstance("ElGamal");
algorithmParameterGenerator.init(256);
AlgorithmParameters algorithmParameters=algorithmParameterGenerator.generateParameters();
DHParameterSpec dhParameterSpec=algorithmParameters.getParameterSpec(DHParameterSpec.class);
KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("ElGamal");
keyPairGenerator.initialize(dhParameterSpec,new SecureRandom());
KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
PublicKey publicKey=keyPair.getPublic();
PrivateKey privateKey=keyPair.getPrivate();
System.out.println("ElGamal加密公钥:"+Base64.encode(publicKey.getEncoded()));
System.out.println("ElGamal加密私钥:"+Base64.encode(privateKey.getEncoded()));
//加密解密同Rsa是一样的
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

Ecc加密可以参考:http://www.pediy.com/kssd/pediy06/pediy6014.htm等。

PS:关于加密解密感兴趣的朋友还可以参考本站在线工具:

文字在线加密解密工具(包含AES、DES、RC4等):
http://tools.jb51.net/password/txt_encode

MD5在线加密工具:
http://tools.jb51.net/password/CreateMD5Password

在线散列/哈希算法加密工具:
http://tools.jb51.net/password/hash_encrypt

在线MD5/hash/SHA-1/SHA-2/SHA-256/SHA-512/SHA-3/RIPEMD-160加密工具:
http://tools.jb51.net/password/hash_md5_sha

在线sha1/sha224/sha256/sha384/sha512加密工具:
http://tools.jb51.net/password/sha_encode

更多关于java相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Java数学运算技巧总结》、《Java数据结构与算法教程》、《Java字符与字符串操作技巧总结》、《java日期与时间操作技巧汇总》、《Java操作DOM节点技巧总结》和《Java缓存操作技巧汇总

希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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