介绍DSA数字签名，非对称加密的另一种实现

接下来我们介绍DSA数字签名，非对称加密的另一种实现。
DSA

DSA-Digital Signature Algorithm
是Schnorr和ElGamal签名算法的变种，被美国NIST作为DSS(DigitalSignature
Standard)。简单的说，这是一种更高级的验证方式，用作数字签名。不单单只有公钥、私钥，还有数字签名。私钥加密生成数字签名，公钥验证数据及签名。如果数据和签名不匹配则认为验证失败！数字签名的作用就是校验数据在传输过程中不被修改。数字签名，是单向加密的升级！

1. 
2. 

通过java代码实现如下：Coder类见 Java加密技术（一）

1. import java.security.Key;
2. import java.security.KeyFactory;
3. import java.security.KeyPair;
4. import java.security.KeyPairGenerator;
5. import java.security.PrivateKey;
6. import java.security.PublicKey;
7. import java.security.SecureRandom;
8. import java.security.Signature;
9. import java.security.interfaces.DSAPrivateKey;
10. import java.security.interfaces.DSAPublicKey;
11. import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
12. import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
13. import java.util.HashMap;
14. import java.util.Map;
15. /**
16. * DSA安全编码组件
17. *
18. * @author 梁栋
19. * @version 1.0
20. * @since 1.0
21. */
22. public abstract class DSACoder extends Coder {
23. public static final String ALGORITHM = "DSA";
24. /**
25. * 默认密钥字节数
26. *
27. * <pre>
28. * DSA
29. * Default Keysize 1024
30. * Keysize must be a multiple of 64, ranging from 512 to 1024 (inclusive).
31. * </pre>
32. */
33. private static final int KEY_SIZE = 1024;
34. /**
35. * 默认种子
36. */
37. private static final String DEFAULT_SEED = "0f22507a10bbddd07d8a3082122966e3";
38. private static final String PUBLIC_KEY = "DSAPublicKey";
39. private static final String PRIVATE_KEY = "DSAPrivateKey";
40. /**
41. * 用私钥对信息生成数字签名
42. *
43. * @param data
44. *            加密数据
45. * @param privateKey
46. *            私钥
47. *
48. * @return
49. * @throws Exception
50. */
51. public static String sign(byte[] data, String privateKey) throws Exception {
52. // 解密由base64编码的私钥
53. byte[] keyBytes = decryptBASE64(privateKey);
54. // 构造PKCS8EncodedKeySpec对象
55. PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
56. // KEY_ALGORITHM 指定的加密算法
57. KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
58. // 取私钥匙对象
59. PrivateKey priKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
60. // 用私钥对信息生成数字签名
61. Signature signature = Signature.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
62. signature.initSign(priKey);
63. signature.update(data);
64. return encryptBASE64(signature.sign());
65. }
66. /**
67. * 校验数字签名
68. *
69. * @param data
70. *            加密数据
71. * @param publicKey
72. *            公钥
73. * @param sign
74. *            数字签名
75. *
76. * @return 校验成功返回true 失败返回false
77. * @throws Exception
78. *
79. */
80. public static boolean verify(byte[] data, String publicKey, String sign)
81. throws Exception {
82. // 解密由base64编码的公钥
83. byte[] keyBytes = decryptBASE64(publicKey);
84. // 构造X509EncodedKeySpec对象
85. X509EncodedKeySpec keySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
86. // ALGORITHM 指定的加密算法
87. KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(ALGORITHM);
88. // 取公钥匙对象
89. PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(keySpec);
90. Signature signature = Signature.getInstance(keyFactory.getAlgorithm());
91. signature.initVerify(pubKey);
92. signature.update(data);
93. // 验证签名是否正常
94. return signature.verify(decryptBASE64(sign));
95. }
96. /**
97. * 生成密钥
98. *
99. * @param seed
100. *            种子
101. * @return 密钥对象
102. * @throws Exception
103. */
104. public static Map<String, Object> initKey(String seed) throws Exception {
105. KeyPairGenerator keygen = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
106. // 初始化随机产生器
107. SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
108. secureRandom.setSeed(seed.getBytes());
109. keygen.initialize(KEY_SIZE, secureRandom);
110. KeyPair keys = keygen.genKeyPair();
111. DSAPublicKey publicKey = (DSAPublicKey) keys.getPublic();
112. DSAPrivateKey privateKey = (DSAPrivateKey) keys.getPrivate();
113. Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(2);
114. map.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
115. map.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
116. return map;
117. }
118. /**
119. * 默认生成密钥
120. *
121. * @return 密钥对象
122. * @throws Exception
123. */
124. public static Map<String, Object> initKey() throws Exception {
125. return initKey(DEFAULT_SEED);
126. }
127. /**
128. * 取得私钥
129. *
130. * @param keyMap
131. * @return
132. * @throws Exception
133. */
134. public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap)
135. throws Exception {
136. Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
137. return encryptBASE64(key.getEncoded());
138. }
139. /**
140. * 取得公钥
141. *
142. * @param keyMap
143. * @return
144. * @throws Exception
145. */
146. public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)
147. throws Exception {
148. Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
149. return encryptBASE64(key.getEncoded());
150. }
151. }

再给出一个测试类：

1. import static org.junit.Assert.*;
2. import java.util.Map;
3. import org.junit.Test;
4. /**
5. *
6. * @author 梁栋
7. * @version 1.0
8. * @since 1.0
9. */
10. public class DSACoderTest {
11. @Test
12. public void test() throws Exception {
13. String inputStr = "abc";
14. byte[] data = inputStr.getBytes();
15. // 构建密钥
16. Map<String, Object> keyMap = DSACoder.initKey();
17. // 获得密钥
18. String publicKey = DSACoder.getPublicKey(keyMap);
19. String privateKey = DSACoder.getPrivateKey(keyMap);
20. System.err.println("公钥:\r" + publicKey);
21. System.err.println("私钥:\r" + privateKey);
22. // 产生签名
23. String sign = DSACoder.sign(data, privateKey);
24. System.err.println("签名:\r" + sign);
25. // 验证签名
26. boolean status = DSACoder.verify(data, publicKey, sign);
27. System.err.println("状态:\r" + status);
28. assertTrue(status);
29. }
30. }

控制台输出：

1. 公钥:
2. MIIBtzCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2USZp
3. RV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fn
4. xqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmCouuE
5. C/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCBgLRJ
6. FnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhRkImo
7. g9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoDgYQAAoGAIu4RUlcQLp49PI0MrbssOY+3uySVnp0TULSv
8. 5T4VaHoKzsLHgGTrwOvsGA+V3yCNl2WDu3D84bSLF7liTWgOj+SMOEaPk4VyRTlLXZWGPsf1Mfd9
9. 21XAbMeVyKDSHHVGbMjBScajf3bXooYQMlyoHiOt/WrCo+mv7efstMM0PGo=
10. 私钥:
11. MIIBTAIBADCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2
12. USZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4
13. O1fnxqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmC
14. ouuEC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCB
15. gLRJFnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhR
16. kImog9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoEFwIVAIegLUtmm2oQKQJTOiLugHTSjl/q
17. 签名:
18. MC0CFQCMg0J/uZmF8GuRpr3TNq48w60nDwIUJCyYNah+HtbU6NcQfy8Ac6LeLQs=
19. 状态:
20. true

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