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    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。

    通过java代码实现如下:

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  http://www.bt285.cn http://www.5a520.cn
 * 
@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  http://www.bt285.cn http://www.feng123.com
 * 
@version 1.0  
 * 
@since 1.0  
 
*/
  
public class DHCoderTest {   
  
    @Test  
    
public 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:
MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHz
W5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSG
kx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAdAWBVmIzqcko
Ej6qFjLDL2+Y3FPq1iRbnOyOpDj71yKaK1K+FhTv04B0zy4DKcvAASV7/Gv0W+bgqdmffRkqrQ==

甲方私钥:
MIHRAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYX
rgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpD
TWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgAQyAjACJRfy1LyR
eHyD+4Hfb+xR0uoIGR1oL9i9Nk6g2AAuaDPgEVWHn+QXID13yL/uDos=

乙方公钥:
MIHfMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYXrgHz
W5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpDTWSG
kx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgANDAAJAVEYSfBA+I9nr
dWw3OBv475C+eBrWBBYqt0m6/eu4ptuDQHwV4MmUtKAC2wc2nNrdb1wmBhY1X8RnWkJ1XmdDbQ==

乙方私钥:
MIHSAgEAMIGXBgkqhkiG9w0BAwEwgYkCQQD8poLOjhLKuibvzPcRDlJtsHiwXt7LzR60ogjzrhYX
rgHzW5Gkfm32NBPF4S7QiZvNEyrNUNmRUb3EPuc3WS4XAkBnhHGyepz0TukaScUUfbGpqvJE8FpD
TWSGkx0tFCcbnjUDC3H9c9oXkGmzLik1Yw4cIGI1TQ2iCmxBblC+eUykAgIBgAQzAjEAqaZiCdXp
2iNpdBlHRaO9ir70wo2n32xNlIzIX19VLSPCDdeUWkgRv4CEj/8k+/yd

原文: abc
解密: abc
 ===============反过来加密解密==================
原文: def
解密: def

posted on 2009-12-19 10:25 鹏凌 阅读(318) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: java

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