Java安全之对称加密、非对称加密、数字签名

原文地址： http://blog.csdn.net/furongkang/article/details/6882039

Java中加密分为两种方式一个是对称加密，另一个是非对称加密。对称加密是因为加密和解密的钥匙相同，而非对称加密是加密和解密的钥匙不同。

对称加密与非对称加密的区别：

对称加密称为密钥加密，速度快，但加密和解密的钥匙必须相同，只有通信双方才能知道密钥。

非对称加密称为公钥加密，算法更加复杂，速度慢，加密和解密钥匙不相同，任何人都可以知道公钥，只有一个人持有私钥可以解密。

对称加密解密：

     /*
      * 对称加密
      */
     private static void secretEncrypt() throws Exception {
         //使用Cipher的实例
         Cipher cipher =Cipher.getInstance("AES");

         //得到加密的钥匙
         SecretKey key =KeyGenerator.getInstance("AES").generateKey();

         //初始化加密操作,传递加密的钥匙
         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key);

         //将加密的钥匙写入secretKey.key文件中
         FileOutputStream fosKey=new FileOutputStream("secretKey.key");
         ObjectOutputStream oosSecretKey =new ObjectOutputStream(fosKey);
         oosSecretKey.writeObject(key);
         oosSecretKey.close();
         fosKey.close();

          //将加密的内容传递进去，返回加密后的二进制数据
         byte [] results =cipher.doFinal("哈哈哈哈哈".getBytes());

         //将加密后的二进制数据写入到secretContent.dat文件中
         FileOutputStream fosData=new FileOutputStream("secretContent.dat");
         fosData.write(results);
         fosData.close();
     }

     /*
      * 对称解密
      */
     private static void secretDecrypt() throws Exception{
         Cipher cipher =Cipher.getInstance("AES");

         //获取文件中的key进行解密
         FileInputStream fisKey=new FileInputStream("secretKey.key");
         ObjectInputStream oisKey =new ObjectInputStream(fisKey);
         Key key =(Key)oisKey.readObject();
         oisKey.close();
         fisKey.close();

         //初始化解密操作,传递加密的钥匙
         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key);

         //获取文件中的二进制数据
         FileInputStream fisDat=new FileInputStream("secretContent.dat");
         //获取数据第一种方式
         byte [] src=new byte [fisDat.available()];
         int len =fisDat.read(src);
         int total =0;
         while(total<src.length){
             total +=len;
             len=fisDat.read(src,total,src.length-total);
         }
         //执行解密
         byte [] result=cipher.doFinal(src);
         fisDat.close();
         System.out.println(new String(result));

 //        读文件中的数据第二种方式
 //        ByteArrayOutputStream baos =new ByteArrayOutputStream();
 //        copyStream(fisDat, baos);
 //        byte [] result=cipher.doFinal(baos.toByteArray());
 //        fisDat.close();
 //        baos.close();
     }

 //    private static void copyStream(InputStream ips,OutputStream ops) throws Exception{
 //        byte [] buf =new byte[1024];
 //        int len=ips.read(buf);
 //        while(len!=-1){
 //            ops.write(buf,0,len);
 //            len  =ips.read(buf);
 //        }
 //    }

基于口令的对称加密与解密

系统自动生成的Key不容易记忆，我们可以使用我们容易记忆的口令同过java自带的一个工具将它转换成Key，在解密的时候我们就可以通过口令进行解密。

     /*
      * 基于口令的对称加密
      */
     private static void secretEncrypt() throws Exception {
         //实例化工具
         Cipher cipher2=Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");

         //使用该工具将基于密码的形式生成Key
         SecretKey key2=SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES").generateSecret(new PBEKeySpec("123".toCharArray()));
         PBEParameterSpec parameterspec=new PBEParameterSpec(new byte[]{1,2,3,4,5,6,7,8},1000);

         //初始化加密操作，同时传递加密的算法
         cipher2.init(Cipher.ENCRYPT_MODE,key2,parameterspec);

          //将要加密的数据传递进去，返回加密后的数据
         byte [] results =cipher2.doFinal("哈哈哈哈哈".getBytes());

         //将加密后的数据写入到文件中
         FileOutputStream fosData=new FileOutputStream("zxx.dat");
         fosData.write(results);
         fosData.close();
     }

     /*
      * 基于口令的对称解密
      */
     private static void secretDecrypt() throws Exception{
         Cipher cipher2=Cipher.getInstance("PBEWithMD5AndDES");
         SecretKey key2=SecretKeyFactory.getInstance("PBEWithMD5AndDES").generateSecret(new PBEKeySpec("123".toCharArray()));
         PBEParameterSpec parameterspec=new PBEParameterSpec(new byte[]{1,2,3,4,5,6,7,8},1000);
         cipher2.init(Cipher.DECRYPT_MODE,key2,parameterspec);
         FileInputStream fisDat=new FileInputStream("zxx.dat");
         byte [] src=new byte [fisDat.available()];
         int len =fisDat.read(src);
         int total =0;
         while(total<src.length){
             total +=len;
             len=fisDat.read(src,total,src.length-total);
         }
         byte [] result=cipher2.doFinal(src);
         fisDat.close();
         System.out.println(new String(result));
     }

非对称加密解密：

非对称加密是公钥加密，私钥来解密，这个个人做用的少一点，主要针对于大型的网站大型的企业

     /*
      * 公钥加密
      */
     private static void PublicEnrypt()throws Exception {
         Cipher cipher =Cipher.getInstance("RSA");
         //实例化Key
         KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
         //获取一对钥匙
         KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
         //获得公钥
         Key publicKey=keyPair.getPublic();
         //获得私钥
         Key privateKey=keyPair.getPrivate();
         //用公钥加密
         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
         byte [] result=cipher.doFinal("传智播客".getBytes("UTF-8"));
         //将Key写入到文件
         saveKey(privateKey,"zxx_private.key");
         //加密后的数据写入到文件
         saveData(result,"public_encryt.dat");
     }

     /*
      * 私钥解密
      */
     private static void privateDecrypt() throws Exception {
         Cipher cipher=Cipher.getInstance("RSA");
         //得到Key
         Key privateKey=readKey("zxx_private.key");
         //用私钥去解密
         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
         //读数据源
         byte [] src =readData("public_encryt.dat");
         //得到解密后的结果
         byte[] result=cipher.doFinal(src);
         //二进制数据要变成字符串需解码
         System.out.println(new String(result,"UTF-8"));
     }

     private static void saveData(byte[] result, String fileName) throws Exception {
         // TODO Auto-generated method stub
         FileOutputStream fosData=new FileOutputStream(fileName);
         fosData.write(result);
         fosData.close();
     }
     public static void saveKey(Key key,String fileName)throws Exception{
         FileOutputStream fosKey=new FileOutputStream(fileName);
         ObjectOutputStream oosSecretKey =new ObjectOutputStream(fosKey);
         oosSecretKey.writeObject(key);
         oosSecretKey.close();
         fosKey.close();
     }
     private static Key readKey(String fileName) throws Exception {
         FileInputStream fisKey=new FileInputStream(fileName);
         ObjectInputStream oisKey =new ObjectInputStream(fisKey);
         Key key=(Key)oisKey.readObject();
         oisKey.close();
         fisKey.close();
         return key;
     }
     private static byte[] readData(String filename) throws Exception {
         FileInputStream fisDat=new FileInputStream(filename);
         byte [] src=new byte [fisDat.available()];
         int len =fisDat.read(src);
         int total =0;
         while(total<src.length){
             total +=len;
             len=fisDat.read(src,total,src.length-total);
         }
         fisDat.close();
         return src;
     }

数字签名： 

数字签名的基础是公钥和私钥的非对称加密，发送者使用私钥加密的消息摘要(签名)，接收者使用公钥解密消息摘要以验证签名是否是某个人。

要证明这段数据是你发过来的，并且没有被别人改过，这就需要用到数字签名，首先我们对整个文档进行md5加密得到16个字节，然后把消息摘要和文档发过去，解密者首先对发过来的文档进行解密，解密后得到一个摘要(md5)，对接收的文档进行md5加密,得到的md5结果匹配解密后的摘要，如果匹配成功的话证明没有修改过，我们使用Signature进行签名

     /*
      * 使用私钥签名
      */
     private static void sign()throws Exception {
         //实例化Key
         KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
         //获取一对钥匙
         KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
         //获得公钥
         PublicKey publicKey=keyPair.getPublic();
         //获得私钥
         PrivateKey privateKey=keyPair.getPrivate();  

         //数字签名
         Signature signature =Signature.getInstance("SHA1withRSA");
         signature.initSign(privateKey);//用私钥签名
         signature.update("这里签名".getBytes());//对怎样的数据进行签名
         byte [] sign=signature.sign();  //获取签名的结果

         //保存公钥并写入文件中
         saveKey(publicKey,"zxx_private.key");
         //将签名后的数据写入到文件
         saveData(sign,"public_encryt.dat");
     }

     /*
      * 公钥解密
      */
     private static void verify() throws Exception {
         Signature signture =Signature.getInstance("SHA1withRSA");
         //获取到公钥
         PublicKey publicKey=(PublicKey)readKey("zxx_private.key");
         //初始化校验
         signture.initVerify(publicKey);
         //初始化签名对象
         signture.update("这里签名".getBytes());
         //读数据源
         byte [] sign =readData("public_encryt.dat");
         //返回匹配结果
         boolean isYouSigned=signture.verify(sign);
         //如果返回数据为true则数据没有发生修改，否则发生修改
         System.out.println(isYouSigned);
     }