java加密算法入门(三)-非对称加密详解

这几天一直在看非对称的加密,相比之前的两篇内容,这次看了两倍多的时间还云里雾里的,所以这篇文章相对之前的两篇,概念性的东西多了些,另外是代码的每一步我都做了介绍,方便自己以后翻阅,也方便大家理解。最后就是关于代码的demo,DH算法、RSA算法本文中只有最基础的用法,实际在工作中可能会涉及到密钥的转换X509EncodedKeySpec和PKCS8EncodedKeySpec,相关的demo名分别叫DH2Test,RSA2Test,已经上传GIT。如果对您有帮助,请给我个star。W( ̄_ ̄)W

1.1 什么是非对称加密算法?

所谓非对称加密算法,即加密和解密使用两个不同的密钥。非对称主要是相对于对称加密算法而言的,对称加密算法有加解密使用同一个秘钥,非对称算法则有一个公钥和一个私钥,公钥与私钥是一对的,这两个共同组成一个解钥,才能实现解密。

Ps: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。

1.2 主要算法

DH 秘钥交换算法,算是非对称加密算法的起源

RSA 基于因子分解,既能用于数字加密也能用于数字签名

ELGamal 基于离散对数加密

1.3 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.

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

1.4 使用到的类和相关参数

KeyPairGenerator:密钥对生成器
KeyPair:密钥对
PublixKey:公钥
PrivateKey :私钥
KeyFactory:作用是生成密钥(包括公钥和私钥)

generatePublic()方法用来生成公钥 
generatePrivate()方法用来生成私钥

X509EncodedKeySpec:继承EncodedKeySpec类 ,以编码格式来表示公钥
PKCS8EncodedKeySpec:继承EncodedKeySpec类,以编码格式来表示私钥
DHPublicKey:是PublicKey的某种具体的形式 
DHParameterSpec:随从着DH算法来使用的参数的集合 
KeyAgreement:该类提供密钥一致性(或者密钥交换)协议的功能
SecretKey:构建的本地秘钥
Cipher:提供加解密的功能

2、DH算法

Diffie-Hellman算法(D-H算法),密钥一致协议。是由公开密钥密码体制的奠基人Diffie和Hellman所提出的一种思想。简单的说就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。换句话说,就是由甲方产出一对密钥(公钥、私钥),乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对(公钥、私钥)。以此为基线,作为数据传输保密基础,同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥(SecretKey)对数据加密。这样,在互通了本地密钥(SecretKey)算法后,甲乙双方公开自己的公钥,使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据,同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。不单单是甲乙双方两方,可以扩展为多方共享数据通讯,这样就完成了网络交互数据的安全通讯!该算法源于中国的同余定理——中国馀数定理。

java加密算法入门(三)-非对称加密详解

DH算法的默认密钥长度是1024,密钥长度必须是64的倍数,在512到1024位之间。
DH是一种基于密钥一致协议的加密算法。

密钥一致协议就是允许两名用户在公开媒体上交换信息以生成"一致"的、可以共享的密钥。

由甲方产出一对密钥(公钥、私钥),乙方依照甲方公钥产生乙方密钥对(公钥、私钥),以此为基线作为数据传输保密基础.同时双方使用同一种对称加密算法构建本地密钥(SecretKey)对数据加密。在互通了本地密钥算法后,甲乙双方公开自己的公钥,使用对方的公钥和刚才产生的私钥加密数据,同时可以使用对方的公钥和自己的私钥对数据解密。

2.1 算法流程

java加密算法入门(三)-非对称加密详解

1.甲方构建密钥对,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,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。

2.2 具体实现

使用KeyPairGenerator的getInstance()静态方法创建实例,参数是算法名称.指定密钥对生成器生成指定算法的密钥对。

KeyPairGenerator senderKeyPairGenerator =KeyPairGenerator.getInstance("DH");

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