• Java中创建对称密钥的步骤


    实例说明

    本实例给出Java中创建对称密钥的步骤,并通过对象序列化方式保存在文件中。

    编程思路:

    (1)       获取密钥生成器

    KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DESede");

    分析:JavaKeyGenerator类中提供了创建对称密钥的方法。Java中的类一般使用new操作符通过构造器创建对象,但KeyGenerator类不是这样,它预定义了一个静态方法getInstance(),通过它获得KeyGenerator类型的对象。这种类成为工厂类或工厂。

    方法getInstance( )的参数为字符串类型,指定加密算法的名称。可以是 “Blowfish、“DES”、“DESede”、“HmacMD5”或“HmacSHA1”等。这些算法都可以实现加密,这里我们不关心这些算法的细节,只要知道其使用上的特点即可。其中“DES”是目前最常用的对称加密算法,但安全性较差。针对DES安全性的改进产生了能满足当前安全需要的TripleDES算法,即“DESede”。“Blowfish”的密钥长度可达448位,安全性很好。“AES”是一种替代DES算法的新算法,可提供很好的安全性。

    (2)       初始化密钥生成器

    kg.init(168);

    分析:该步骤一般指定密钥的长度。如果该步骤省略的话,会根据算法自动使用默认的密钥长度。指定长度时,若第一步密钥生成器使用的是“DES”算法,则密钥长度必须是56位;若是“DESede”,则可以是112168位,其中112位有效;若是“AES”,可以是128, 192256位;若是“Blowfish”,则可以是32448之间可以被8整除的数;“HmacMD5”和“HmacSHA1”默认的密钥长度都是64个字节。

    (3)       生成密钥

             SecretKey k=kg.generateKey( );

    分析:使用第一步获得的KeyGenerator类型的对象中generateKey( )方法可以获得密钥。其类型为SecretKey类型,可用于以后的加密和解密。

    (4)       通过对象序列化方式将密钥保存在文件中

                FileOutputStream  f=new FileOutputStream("key1.dat");

                   ObjectOutputStream b=new  ObjectOutputStream(f);

                   b.writeObject(k);

    分析:ObjectOutputStream类中提供的writeObject方法可以将对象序列化,以流的方式进行处理。这里将文件输出流作为参数传递给ObjectOutputStream类的构造器,这样创建好的密钥将保存在文件key1.data中。

    代码与分析

    import java.io.*;

    import javax.crypto.*;

    public class Skey_DES{

     public static void main(String args[])

     throws Exception{

    KeyGenerator kg=KeyGenerator.getInstance("DESede");

                kg.init(168);

                SecretKey k=kg.generateKey( );

                FileOutputStream  f=new FileOutputStream("key1.dat");

                ObjectOutputStream b=new  ObjectOutputStream(f);

                b.writeObject(k);

             }

    }

    运行java  Skey_DES,在当前目录下将生成文件key1.dat,其中包含的密钥可以用于使用Triple DES算法的加密和解密。

    以字节保存对称密钥

    实例说明

    2.2.1小节的实例将密钥通过对象序列化方式保存在文件中,在文件中保存的是对象,本实例以另一种方式保存在文件中,即以字节保存在文件中。

    编程思路:

    Java中所有的密钥类都有一个getEncoded( )方法,通过它可以从密钥对象中获取主要编码格式,其返回值是字节数组。其主要步骤为:

    (1)       获取密钥

    FileInputStream f=new FileInputStream("key1.dat");

    ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);

    Key k=(Key)b.readObject( );

     

    分析:该步骤与2.2.1小节的第4步是相对应的,2.2.1小节的第4步将密钥对象以对象流的方式存入文件,而这一步则将文件中保存的对象读取出来以便使用。首先创建文件输入流,然后将其作为参数传递给对象输入流,最后执行对象输入流的readObject( )方法读取密钥对象。由于readObject( )返回的是Object类型,因此需要强制转换成Key类型。

    这里使用的是已有的密钥,也可以不使用这里的三行代码,而使用2.1.1小节中的前三步的代码生成新的密钥再继续下面的步骤。

    (2)       获取主要编码格式

    byte[ ] kb=k.getEncoded( );

     

    分析:执行SecretKey类型的对象kgetEncoded( )方法,返回的编码放在byte类型的数组中。

    (3)       保存密钥编码格式

    FileOutputStream  f2=new FileOutputStream("keykb1.dat");

        f2.write(kb);

    分析:先创建文件输出流对象,在其参数中指定文件名,如keykb1.dat。然后执行文件输出流的write( )方法将第2步中得到的字节数组中的内容写入文件。

     

    代码与分析

    import java.io.*;

    import java.security.*;

    public class Skey_kb{

       public static void main(String args[]) throws Exception{

    FileInputStream f=new FileInputStream("key1.dat");

    ObjectInputStream b=new ObjectInputStream(f);

    Key k=(Key)b.readObject( );

            byte[ ] kb=k.getEncoded( );

            FileOutputStream  f2=new FileOutputStream("keykb1.dat");

           f2.write(kb);

            // 打印密钥编码中的内容

            for(int i=0;i<kb.length;i++){

                 System.out.print(kb[i]+",");

            }

       }

    }

     

    程序中在保存了密钥编码后,又使用循环语句将字节数组中的内容打印出来。这样可以较为直观地看到密钥编码的内容。

     

    运行程序

    输入java  Skey_kb 运行程序,在程序的当前目录中将产生文件名为keykb1.dat的文件,屏幕输出如下:

     

    11,-105,-119,50,4,-105,16,38,-14,-111,21,-95,70,-15,76,-74,67,-88,59,-71,55,-125,104,42,

     

    此即程序中创建的密钥的编码内容,如果用文本编辑器打开keykb1.dat,看到的不是上面的数字而是类似下面的字符:


    2 ?&馤禖??*

     

    ?&

     

    这是因为keykb1.dat是一个二进制文件,存放的是任意二进制数。

     

    读者运行时肯定结果和上面会有所不同,实际上2.2.1小节的程序每次运行时生成的密钥都不会相同,这就保证了密钥的唯一性。作为对称密钥,只要保证若加密某段文字用的是某个密钥,则解密这段密文时用同样的密钥即可。

     

     

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