Java加密算法（五）——非对称加密算法的由来DH-白红宇

Java加密算法（五）——非对称加密算法的由来DH

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发布时间：2019-06-29

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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：Coder类见 Java加密算法（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 */public abstract class DHCoder extends Coder {	public static final String ALGORITHM = "DH";	/**	 * 默认密钥字节数	 * 	 * 	 * DH	 * Default Keysize 1024  	 * Keysize must be a multiple of 64, ranging from 512 to 1024 (inclusive).	 * 
	 */	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
     
       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
      
        keyMap = new HashMap
       
        (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
        
          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
         
           keyMap = new HashMap
          
           (2); keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey); keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey); return keyMap; } /** * 加密
           
 * * @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
           
 * * @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
           
             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
            
              keyMap) throws Exception { Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY); return encryptBASE64(key.getEncoded()); }}

　　再给出一个测试类：

Java代码

import static org.junit.Assert.*;import java.util.Map;import org.junit.Test;/** *  * DH测试 *  */public class DHCoderTest {	@Test	public void test() throws Exception {		// 生成甲方密钥对儿		Map
      
        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
       
         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：

Console代码

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

　　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！

来源于：http://snowolf.iteye.com/blog

转载于:https://www.cnblogs.com/zengsong-restService/archive/2013/03/25/2981021.html

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