个人博客网：https://wushaopei.github.io/ (你想要这里多有)
一、概述
因为加密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非对称加密算法.
非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥和私有密钥. 公开密钥与私有密钥是一对的，这两个共同组成一个解钥，才能实现解密。
特点： 高级、双保险
种类：
- DH(Diffie-Hellman)密钥交换算法
- RSA——基于因子分解 ，RSA是可以双向加密的：私钥加密，公钥解密；公钥加密，私钥解密。
- EIGamal——基于离散对数
- ECC(Elliptical Curve Cryptography)——椭圆曲线加密
说明：如果用公开密钥对数据进行加密,只有用对应的私有密钥才能解密. 如果用私有密钥对数据进行加密,那么只有用对应的公开密钥才能解密(某些算法有提供). 非对称加密算法实现机密信息交换的基本过程是: 甲方生成一对密钥并将其中的一把作为公用密钥向其它方公开,得到该公用密钥的乙方使用该密钥对信息进行加密后再发送给甲方. 甲方再用自己保存的另一把专用密钥对加密后的信息进行解密. 另一方面,甲方可以使用乙方提供的公钥对信息进行加密后再发送给乙方,乙方再用自己的私匙对数据进行解密.
二、密钥交换算法DH
1、DH算法概述
DH 对称加密算法：数据安全、密钥管理复杂、密钥传递过程复杂（存在密钥泄露问题）
非对称加密算法的特点:
算法强度复杂、安全性依赖于算法与密钥.但是由于算法复杂,使得非对称算法加解密速度没有对称算法加解密的速度快.
对称密钥体制中只有一种密钥,并且是非公开的,如果要解密就得让对方知道密钥.所以保证其安全性就是保证密钥的安全.
非对称密钥体制有两种密钥,其中一个是公开的,这样就可以不需要像对称密码那样向对方传输密钥了.因此安全性就大了很多.
对称密钥与非对称密钥比较:
- 算法复杂度:对称密钥<非对称密钥
- 加解密速度:对称密钥>非对称密钥
- 安全性:对称密钥<非对称密钥
2、DH算法实现过程及相关类详解
【1】DH加密算法 密钥交换：
初始化发送方密钥，如：
- KeyPairGenerator
- KeyPair
- PublicKey
//创建KeyPairGenerator对象 通过KeyPairGenerator来得到KeyPair类的对象，
KeyPairGenerator senderKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");初始化接收方密钥，如：
- KeyFactory
- X509EncodedKeySpec
- DHPublicKey
- DHParameterSpec
- KeyPairGenerator
- PrivateKey
【2】密钥构建
- KeyAgreement
- SecreKey
- Keyactory
- X509EncodedKeySpec
- PublicKey
static KeyAgreement getInstance(String algorithm)
生成实现指定密钥一致算法的KeyAgreement对象
【3】加密、解密
- Cipher
Cipher cipher = Cipher.getInstance( " DES " );3、DH算法实现
package com.webcode.cn.des;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;
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;
import javax.sound.midi.Soundbank;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.bouncycastle.crypto.agreement.srp.SRP6Client;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.asymmetric.X509;
import org.omg.CORBA.PUBLIC_MEMBER;
public class DH {
static String string = "wen-min";
public static void main(String[] args) {
DH.jdkDH();
}
public static void jdkDH() {
try {
//1.初始化发送方密钥
KeyPairGenerator senderKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
senderKeyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair senderKeyPair = senderKeyPairGenerator.generateKeyPair();
byte[] senderPublicKeyEnc = senderKeyPair.getPublic().getEncoded();//发送方公钥，发送给接收方
//2.初始化接收方密钥
KeyFactory receiverKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(senderPublicKeyEnc);
PublicKey receiverPublicKey = receiverKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
DHParameterSpec dhParameterSpec = ((DHPublicKey)receiverPublicKey).getParams();
KeyPairGenerator receiverKeyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
receiverKeyPairGenerator.initialize(dhParameterSpec);
KeyPair receiverKeypair = receiverKeyPairGenerator.generateKeyPair();
PrivateKey receiverPrivateKey = receiverKeypair.getPrivate();
byte[] receiverPublicKeyEnc = receiverKeypair.getPublic().getEncoded();
//3.密钥构建
KeyAgreement receiverKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
receiverKeyAgreement.init(receiverPrivateKey);
receiverKeyAgreement.doPhase(receiverPublicKey,true);
SecretKey receiverDesKey = receiverKeyAgreement.generateSecret("DES");
KeyFactory senderKeyFactory = KeyFactory.getInstance("DH");
x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(receiverPublicKeyEnc);
PublicKey senderPublicKey = senderKeyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
KeyAgreement senderKeyAgreement = KeyAgreement.getInstance("DH");
senderKeyAgreement.init(senderKeyPair.getPrivate());
senderKeyAgreement.doPhase(senderPublicKey, true);
SecretKey senderDesKey = senderKeyAgreement.generateSecret("DES");
if(Objects.equals(receiverDesKey, senderDesKey)) {
System.out.println("双方密钥相同");
}
//4.加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, senderDesKey);
byte[] result = cipher.doFinal(string.getBytes());
System.out.println("jdk dh eccrypt :" + Base64.encodeBase64String(result));
//5.解密
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, senderDesKey);
result = cipher.doFinal(result);
System.out.println("jdk dh decrypt : " + new String(result));
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
}
}
执行结果：
双方密钥相同
jdk dh eccrypt :Ra+RRytG7xw=
jdk dh decrypt : wen-min
4、DH加密算法的消息传递机制：
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。