Java加密技术（五）

    接下来我们分析DH加密算法，一种适基于密钥一致协议的加密算法。
DH
Diffie-Hellman算法(D-H算法)，密钥一致协议。是由公开密钥密码体制的奠基人Diffie和Hellman所提出的一种思想。简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。换句话说，就是由甲方产出一对密钥（公钥、私钥），乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对（公钥、私钥）。以此为基线，作为数据传输保密基础，同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥（SecretKey）对数据加密。这样，在互通了本地密钥（SecretKey）算法后，甲乙双方公开自己的公钥，使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据，同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。不单单是甲乙双方两方，可以扩展为多方共享数据通讯，这样就完成了网络交互数据的安全通讯！该算法源于中国的同余定理——中国馀数定理。 

流程分析：

1.甲方构建密钥对儿，将公钥公布给乙方，将私钥保留；双方约定数据加密算法；乙方通过甲方公钥构建密钥对儿，将公钥公布给甲方，将私钥保留。
2.甲方使用私钥、乙方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥加密数据，发送给乙方加密后的数据；乙方使用私钥、甲方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥对数据解密。
3.乙方使用私钥、甲方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥加密数据，发送给甲方加密后的数据；甲方使用私钥、乙方公钥、约定数据加密算法构建本地密钥，然后通过本地密钥对数据解密。

2. 
3. 

通过java代码实现如下：Coder类见 Java加密技术（一）

import java.security.Key;import java.security.KeyFactory;import java.security.KeyPair;import java.security.KeyPairGenerator;import java.security.PublicKey;import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;import java.util.HashMap;import java.util.Map;import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.KeyAgreement;import javax.crypto.SecretKey;import javax.crypto.interfaces.DHPrivateKey;import javax.crypto.interfaces.DHPublicKey;import javax.crypto.spec.DHParameterSpec;/** * DH安全编码组件 *  * @author 梁栋 * @version 1.0 * @since 1.0 */public abstract class DHCoder extends Coder {public static final String ALGORITHM = "DH";/** * 默认密钥字节数 *  * <pre> * DH * Default Keysize 1024   * Keysize must be a multiple of 64, ranging from 512 to 1024 (inclusive). * </pre> */private static final int KEY_SIZE = 1024;/** * DH加密下需要一种对称加密算法对数据加密，这里我们使用DES，也可以使用其他对称加密算法。 */public static final String SECRET_ALGORITHM = "DES";private static final String PUBLIC_KEY = "DHPublicKey";private static final String PRIVATE_KEY = "DHPrivateKey";/** * 初始化甲方密钥 *  * @return * @throws Exception */public static Map<String, Object> initKey() throws Exception {KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE);KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();// 甲方公钥DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey) keyPair.getPublic();// 甲方私钥DHPrivateKey privateKey = (DHPrivateKey) keyPair.getPrivate();Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);return keyMap;}/** * 初始化乙方密钥 *  * @param key *            甲方公钥 * @return * @throws Exception */public static Map<String, Object> initKey(String key) throws Exception {// 解析甲方公钥byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);// 由甲方公钥构建乙方密钥DHParameterSpec dhParamSpec = ((DHPublicKey) pubKey).getParams();KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());keyPairGenerator.initialize(dhParamSpec);KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();// 乙方公钥DHPublicKey publicKey = (DHPublicKey) keyPair.getPublic();// 乙方私钥DHPrivateKey privateKey = (DHPrivateKey) keyPair.getPrivate();Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);return keyMap;}/** * 加密<br> *  * @param data *            待加密数据 * @param publicKey *            甲方公钥 * @param privateKey *            乙方私钥 * @return * @throws Exception */public static byte[] encrypt(byte[] data, String publicKey,String privateKey) throws Exception {// 生成本地密钥SecretKey secretKey = getSecretKey(publicKey, privateKey);// 数据加密Cipher cipher = Cipher.getInstance(secretKey.getAlgorithm());cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);return cipher.doFinal(data);}/** * 解密<br> *  * @param data *            待解密数据 * @param publicKey *            乙方公钥 * @param privateKey *            乙方私钥 * @return * @throws Exception */public static byte[] decrypt(byte[] data, String publicKey,String privateKey) throws Exception {// 生成本地密钥SecretKey secretKey = getSecretKey(publicKey, privateKey);// 数据解密Cipher cipher = Cipher.getInstance(secretKey.getAlgorithm());cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);return cipher.doFinal(data);}/** * 构建密钥 *  * @param publicKey *            公钥 * @param privateKey *            私钥 * @return * @throws Exception */private static SecretKey getSecretKey(String publicKey, String privateKey)throws Exception {// 初始化公钥byte[] pubKeyBytes = decryptBASE64(publicKey);KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(pubKeyBytes);PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);// 初始化私钥byte[] priKeyBytes = decryptBASE64(privateKey);PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(priKeyBytes);Key priKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);KeyAgreement keyAgree = KeyAgreement.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());keyAgree.init(priKey);keyAgree.doPhase(pubKey, true);// 生成本地密钥SecretKey secretKey = keyAgree.generateSecret(SECRET_ALGORITHM);return secretKey;}/** * 取得私钥 *  * @param keyMap * @return * @throws Exception */public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap)throws Exception {Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);return encryptBASE64(key.getEncoded());}/** * 取得公钥 *  * @param keyMap * @return * @throws Exception */public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)throws Exception {Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);return encryptBASE64(key.getEncoded());}}

再给出一个测试类：

import static org.junit.Assert.*;import java.util.Map;import org.junit.Test;/** *  * @author 梁栋 * @version 1.0 * @since 1.0 */public class DHCoderTest {@Testpublic void test() throws Exception {// 生成甲方密钥对儿Map<String, Object> aKeyMap = DHCoder.initKey();String aPublicKey = DHCoder.getPublicKey(aKeyMap);String aPrivateKey = DHCoder.getPrivateKey(aKeyMap);System.err.println("甲方公钥:/r" + aPublicKey);System.err.println("甲方私钥:/r" + aPrivateKey);// 由甲方公钥产生本地密钥对儿Map<String, Object> bKeyMap = DHCoder.initKey(aPublicKey);String bPublicKey = DHCoder.getPublicKey(bKeyMap);String bPrivateKey = DHCoder.getPrivateKey(bKeyMap);System.err.println("乙方公钥:/r" + bPublicKey);System.err.println("乙方私钥:/r" + bPrivateKey);String aInput = "abc ";System.err.println("原文: " + aInput);// 由甲方公钥，乙方私钥构建密文byte[] aCode = DHCoder.encrypt(aInput.getBytes(), aPublicKey,bPrivateKey);// 由乙方公钥，甲方私钥解密byte[] aDecode = DHCoder.decrypt(aCode, bPublicKey, aPrivateKey);String aOutput = (new String(aDecode));System.err.println("解密: " + aOutput);assertEquals(aInput, aOutput);System.err.println(" ===============反过来加密解密================== ");String bInput = "def ";System.err.println("原文: " + bInput);// 由乙方公钥，甲方私钥构建密文byte[] bCode = DHCoder.encrypt(bInput.getBytes(), bPublicKey,aPrivateKey);// 由甲方公钥，乙方私钥解密byte[] bDecode = DHCoder.decrypt(bCode, aPublicKey, bPrivateKey);String bOutput = (new String(bDecode));System.err.println("解密: " + bOutput);assertEquals(bInput, bOutput);}}

控制台输出：

甲方公钥:MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAdAWBVmIzqckoEj6qFjLDL2+Y3FPq1iRbnOyOpDj71yKaK1K+FhTv04B0zy4DKcvAASV7/Gv0W+bgqdmffRkqrQ==甲方私钥:MIHRAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgAQyAjACJRfy1LyReHyD+4Hfb+xR0uoIGR1oL9i9Nk6g2AAuaDPgEVWHn+QXID13yL/uDos=乙方公钥:MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAVEYSfBA+I9nrdWw3OBv475C+eBrWBBYqt0m6/eu4ptuDQHwV4MmUtKAC2wc2nNrdb1wmBhY1X8RnWkJ1XmdDbQ==乙方私钥:MIHSAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgAQzAjEAqaZiCdXp2iNpdBlHRaO9ir70wo2n32xNlIzIX19VLSPCDdeUWkgRv4CEj/8k+/yd原文: abc 解密: abc  ===============反过来加密解密================== 原文: def 解密: def 

如我所言，甲乙双方在获得对方公钥后可以对发送给对方的数据加密，同时也能对接收到的数据解密，达到了数据安全通信的目的！


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