Java实现SSH模式加密原理及代码

一、SSH加密原理

SSH是先通过非对称加密告诉服务端一个对称加密口令，然后进行验证用户名和密码的时候，使用双方已经知道的加密口令进行加密和解密，见下图：

解释：SSH中为什么要使用非对称加密，又使用对称加密，到底有什么用处？到底安全不安全？既然后来又使用了对称加密，开始的时候为什么还要用非对称加密？反过来，既然用非对称加密，为什么又要使用对称加密呢？

1. 非对称加密，是为了将客户端产生的256位随机的口令传递到服务端，那么在传递的过程中，使用公钥进行了加密，这样，这个256位的加密口令就很难被网络上进行破解。
2. 对称加密，因为频繁的使用非对称加密是非常浪费性能的，那么SSH就是用了256位长度的口令作为接下来传递用户名密码时的加密口令，其破解的难度，想必大家都知道了，每一位上都有0-9种变化。
3. 这样安全吗，我觉得还是很不错的，具体使用起来也易于让人理解。

二、我的SSH加密原理

①、使用场景

我所开发的项目是大宗期货交易，主要服务于交易所，这也就产生一个需求就是，我们需要控制交易所使用我们软件的周期。也就是说我们的项目留有一个后门，用来控制项目的周期，假如交易所使用软件的周期到了，那么如果他不续费，而项目的代码部署在人家的服务器上，此时我们就很难控制了，但是有了这个后门，到期后会自动停止软件，这样就不担心交易所不给我们钱了。

②、使用方式

1. 我们给交易的项目代码中包含一个后门，该后门通过webservice client发送一个请求到web service。
2. web service接收到请求后，回给client需要的信息。

在以上这个过程当中，就会产生一个SSH加密的请求方式，请允许我用一个拙劣的图表示一下。

三、我的SSH具体实现

既然要用到webservice，那么就需要建立web service服务，还有web service client。关于这方面，我暂时不想说太多，方式有很多，我在这就不误导大家了。我是通过eclipse搞定的，可参照webservice之间通信。

接下来，我将介绍代码，但是考虑到篇幅问题，一些不必要的代码我就不贴出来了，关键在于讲解清楚这个原理。

①、service

ExchangeService.java

public byte[] request(String param, String resultType) {
    logger.info("请求参数：" + param);

    // 返回对象
    KeyResult keyResult = new KeyResult();

    try {
        // 先获取公钥
        if (resultType.equals(PUBLIC_KEY_RESULT_TYPE)) {

            Map<String, Object> keyMap = RSACoder.initKey();
            // 产生公钥和私钥
            privateKey = RSACoder.getPrivateKey(keyMap);

            keyResult.setKey(RSACoder.getPublicKey(keyMap));

            logger.info("公钥字符串：" + keyResult.getKey());
            logger.info("私钥字符串：" + privateKey);

        } else if (resultType.equals(ECHOSTR_RESULT_TYPE)) {

            // 设置客户端的口令信息
            byte[] paramByte = new BASE64Decoder().decodeBuffer(param);
            echoStr = new String(RSACoder.decryptByPrivateKey(paramByte, privateKey));

        } else {
            // 通过数据库获取交易所对应的权限信息.
            // 先将请求转换为byte数组，然后再进行解密，最后转换为字符串
            ExchangeInfo info = ExchangeInfo.dao.getInfoByName(new String(CryptUtil.decrypt(
                    new BASE64Decoder().decodeBuffer(param), echoStr.getBytes())));

            String result = "";

            // 获取系统启用权限
            if (resultType.equals(PRIVILEGE_RESULT_TYPE)) {
                // 先判断使用权限

                // 在判断使用日期
                // 当前登录用登录时获取登录的当前日期和开始日期进行比较，然后计算还可以使用的日期
                long time = (new Date().getTime() / 1000) - string2DateInt(openday);
                // 换算成天数
                int day = (int) (time / (60 * 60 * 24));
                // 还可以使用的天数
                if (usedays - day > 0) {
                    // 可以使用
                    result = "1";
                } else {
                    // 无法使用
                    result = "0";
                }

            }

            keyResult.setResult(CryptUtil.encrypt(result.getBytes(), echoStr.getBytes()));
        }

        return JsonUtil.objectToByte(keyResult);
    } catch (Exception e) {
        logger.error("webservice出错了！！！！");
        logger.error(e.getMessage(), e);
    }

    return null;
}

再赘述一下：

1. 第一个判断语句中的内容就是生成公钥和私钥，并且返回公钥。
2. 第二个判断语句中的内容就是保存client发送的随机字符串，这一步非常关键，随机字符串首先通过公钥进行了加密，这大大加强了加密的深度。
3. 第三个判断语句中的内容就是将client的权限通过随机字符串进行加密。

②、client

ExchangeUtil.java

public static boolean canRunForExchange(String resultType) {
    int i = 1;
    boolean result = false;

    while (true) {
        try {
            // webservice调用类
            ExchangeServiceProxy proxy = new ExchangeServiceProxy();
            BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();

            // step1.获取service产生的公钥
            KeyResult keyResult = JsonUtil.byteToObject(proxy.request(null, PUBLIC_KEY_RESULT_TYPE),
                    KeyResult.class);

            // step2.产生随机字符串，发送到webserivce
            String echoStr = StrUtil.getEchoStrByLength(10);
            byte[] echoByteParam = RSACoder.encryptByPublicKey(echoStr.getBytes(), keyResult.getKey());
            proxy.request(encoder.encode(echoByteParam), ECHOSTR_RESULT_TYPE);

            // step3.加密客户端请求信息，然后发送到webservice
            // 先加密为byte数组，然后转换成字符串
            byte[] results = proxy.request(
                    encoder.encode(CryptUtil.encrypt(Constants.client_type.getBytes(), echoStr.getBytes())),
                    resultType);
            keyResult = JsonUtil.byteToObject(results, KeyResult.class);

            // step4.通过口令解密服务端返回消息
            String response = new String(CryptUtil.decrypt(keyResult.getResult(), echoStr.getBytes()));
            if (response.equals("1")) {
                result = true;
            }
            break;
        } catch (Exception e) {
            logger.debug("第" + i + "次加载webservice失败");
            i++;
            logger.error(e.getMessage(), e);

            if (i >= 10) {
                break;
            }
        }
    }

    return result;
}

稍作解释：

1. 通过循环主要为了防止网络断开时服务不停的发送请求，最多10次就够了。
2. 主要有四步操作，注释中我想解释的还可以。

③、共享加密解密公共类

CryptUtil.java

package com.honzh.socket.util;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.SecretKey;
import javax.crypto.SecretKeyFactory;
import javax.crypto.spec.DESKeySpec;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;

public class CryptUtil {
    /**
    * @Title: encrypt
    * @Description: 加密
    * @param data
    * @param key
    * @return
    * @throws Exception
    */
    public static byte[] encrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        key = get8(key);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
        DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key);
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key);
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    /**
    * @Title: decrypt
    * @Description: 解密
    * @param data
    * @param key
    * @return
    * @throws Exception
    */
    public static byte[] decrypt(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
        key = get8(key);
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/CBC/PKCS5Padding");
        DESKeySpec desKeySpec = new DESKeySpec(key);
        SecretKeyFactory keyFactory = SecretKeyFactory.getInstance("DES");
        SecretKey secretKey = keyFactory.generateSecret(desKeySpec);
        IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(key);
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey, iv);
        return cipher.doFinal(data);
    }

    private static byte[] get8(byte[] key) {
        byte[] key1 = new byte[8];
        for (int i = 0; i < 8; i++) {
            key1[i] = key[i];
        }
        return key1;
    }

    public static String toHexString(byte[] data) {
        String s = "";
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            s += Integer.toHexString(data[i] & 0xFF)+"-";
        }
        return s;
    }

}

一般情况下，SHA和MD5两种加密就够我们使用了！

至于其他的辅助类我就不多介绍了，网上有很多资源，也许你的项目也有类似的实现方式。