Java代码签名——JAVA代码安全的首选策略

基本原理:

数字签名使用密钥对（公开密钥和私有密钥），任何持有公开密钥的人都能解密、而只有加密密钥持有者（私有密钥）能够生成消息。

使用举例:

1. A生成一个非对称加密密钥，她用该密钥对明文进行加密。
2. A将公开密钥以某种方式传递给B。
3. A用私有密钥生成消息，发给B。
4. B用公开密钥解密。B能够确认2点：1）原消息没有被篡改。2）是由A加密的，即发出人是A。

说明：

Java生成密钥、保存密钥的实例源码，通过本源码可以了解到Java如何产生单钥加密的密钥(myKey)、产生双钥的密钥对(keyPair)、如何保存公钥的字节数组、保存私钥到文件privateKey.dat、如何用Java对象序列化保存私钥,通常应对私钥加密后再保存、如何从文件中得到公钥编码的字节数组、如何从字节数组解码公钥。

最普通的公共密钥算法是Rivest, Shamir, 和 Adleman发明的RSA算法。直到2000年10月，该算法一直受RSA Security公司授予的专利保护。该专利的转让许可证价格昂贵，通常要支付3％的专利权使用费，每年至少付款50 000美元。现在该加密算法已经公开，Java SE 5.0及以后的版本都支持RSA算法。

如果要使用RSA算法，需要一对公共/私有密钥。你可以按如下方法使用KeyPairGenerator来获得：

KeyPairGenerator pairgen = KeyPairGenerator.getInstance(“RSA”);

SecureRandom random = new SecureRandom();

pairgen.initialize(KEYSIZE, random);

KeyPair keyPair = pairgen.generateKeyPair();

Key publicKey = keyPair.getPublic();

Key privateKey = keyPair.getPrivate();

-genkey选项用于产生一个密钥对，-encrypt选项用于生成AES密钥，并且用公共密钥对其进行包装。

Key key = . . .; // an AES key

Key publicKey = . . .; // a public RSA key

Cipher cipher = Cipher.getInstance(“RSA”);

cipher.init(Cipher.WRAP_MODE, publicKey);

byte[] wrappedKey = cipher.wrap(key);

然后它便生成一个包含下列内容的文件：

包装过的密钥的长度

包装过的密钥字节

用AES密钥加密的明文

-decrypt选项用于对这样的文件进行解密。请试运行该程序，首先生成RSA密钥：

java RSATest -genkey public.key private.key

然后对一个文件进行加密：

java RSATest -encrypt plaintextFile encryptedFile public.key

最后，对文件进行解密，并且检验解密后的文件是否与明文相匹配。

RSATest.java
1. import java.io.*;
2. import java.security.*;
3. import javax.crypto.*;
4.
5.
13. public class RSATest
14. {
15. ?public static void main(String[] args)
16. ? ?{
17. ? ? ? try
18. ? ? ? {
19. ? ? ? ? ?if (args[0].equals(“-genkey”))
20. ? ? ? ? ?{
21. ? ? ? ? ? ? ?KeyPairGenerator pairgen = KeyPairGenerator.getInstance(“RSA”);
22. ? ? ? ? ? ? ?SecureRandom random = new SecureRandom();
23. ? ? ? ? ? ? ?pairgen.initialize(KEYSIZE, random);
24. ? ? ? ? ? ? ?KeyPair keyPair = pairgen.generateKeyPair();
25. ? ? ? ? ? ? ?ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream (new FileOutputStream(args[1]));
26. ? ? ? ? ? ? ?out.writeObject(keyPair.getPublic());
27. ? ? ? ? ? ? ?out.close();
28. ? ? ? ? ? ? ?out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(args[2]));
29. ? ? ? ? ? ? ?out.writeObject(keyPair.getPrivate());
30. ? ? ? ? ? ? ?out.close();
31. ? ? ? ? ?}
32. ? ? ? ? ?else if (args[0].equals(“-encrypt”))
33. ? ? ? ? ?{
34. ? ? ? ? ? ? KeyGenerator keygen = KeyGenerator.getInstance(“AES”);
35. ? ? ? ? ? ? SecureRandom random = new SecureRandom();
36. ? ? ? ? ? ? keygen.init(random);
37. ? ? ? ? ? ? SecretKey key = keygen.generateKey();
38.
39. ? ? ? ? ? ? // wrap with RSA public key
40. ? ? ? ? ? ? ObjectInputStream keyIn = new ObjectInputStream
(new FileInputStream(args[3]));
41. ? ? ? ? ? ? Key publicKey = (Key) keyIn.readObject();
42. ? ? ? ? ? ? keyIn.close();
43.
44. ? ? ? ? ? ? Cipher cipher = Cipher.getInstance(“RSA”);
45. ? ? ? ? ? ? cipher.init(Cipher.WRAP_MODE, publicKey);
46. ? ? ? ? ? ? byte[] wrappedKey = cipher.wrap(key);
47. ? ? ? ? ? ? DataOutputStream out = new DataOutputStream
(new FileOutputStream(args[2]));
48. ? ? ? ? ? ? out.writeInt(wrappedKey.length);
49. ? ? ? ? ? ? out.write(wrappedKey);
50.
51. ? ? ? ? ? ? InputStream in = new FileInputStream(args[1]);
52. ? ? ? ? ? ? cipher = Cipher.getInstance(“AES”);
53. ? ? ? ? ? ? cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
54. ? ? ? ? ? ? crypt(in, out, cipher);
55. ? ? ? ? ? ? in.close();
56. ? ? ? ? ? ? out.close();
57. ? ? ? ? ?}
58. ? ? ? ? ?else
59. ? ? ? ? ?{
60. ? ? ? ? ? ? DataInputStream in = new DataInputStream
(new FileInputStream(args[1]));
61. ? ? ? ? ? ? int length = in.readInt();
62. ? ? ? ? ? ? byte[] wrappedKey = new byte[length];
63. ? ? ? ? ? ? in.read(wrappedKey, 0, length);
64.
65. ? ? ? ? ? ? // unwrap with RSA private key
66. ? ? ? ? ? ? ObjectInputStream keyIn = new ObjectInputStream
(new FileInputStream(args[3]));
67. ? ? ? ? ? ? Key privateKey = (Key) keyIn.readObject();
68. ? ? ? ? ? ? keyIn.close();
69.
70. ? ? ? ? ? ? Cipher cipher = Cipher.getInstance(“RSA”);
71. ? ? ? ? ? ? cipher.init(Cipher.UNWRAP_MODE, privateKey);
72. ? ? ? ? ? ? Key key = cipher.unwrap(wrappedKey, “AES”, Cipher.SECRET_KEY);
73.
74. ? ? ? ? ? ? OutputStream out = new FileOutputStream(args[2]);
75. ? ? ? ? ? ? cipher = Cipher.getInstance(“AES”);
76. ? ? ? ? ? ? cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
77.
78. ? ? ? ? ? ? crypt(in, out, cipher);
79. ? ? ? ? ? ? in.close();
80. ? ? ? ? ? ? out.close();
81. ? ? ? ? ?}
82. ? ? ? }
83. ? ? ? catch (IOException e)
84. ? ? ? {
85. ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
86. ? ? ? }
87. ? ? ? catch (GeneralSecurityException e)
88. ? ? ? {
89. ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
90. ? ? ? }
91. ? ? ? catch (ClassNotFoundException e)
92. ? ? ? {
93. ? ? ? ? ?e.printStackTrace();
94. ? ? ? }
95. ? ?}
96.
97.
104. ? ?public static void crypt(InputStream in, OutputStream out, Cipher cipher)
105. ? ? ? ? ?throws IOException, GeneralSecurityException
106. ? ?{
107. ? ? ? int blockSize = cipher.getBlockSize();
108. ? ? ? int outputSize = cipher.getOutputSize(blockSize);
109. ? ? ? byte[] inBytes = new byte[blockSize];
110. ? ? ? byte[] outBytes = new byte[outputSize];
111.
112. ? ? ? int inLength = 0;
113. ? ? ? ;
114. ? ? ? boolean more = true;
115. ? ? ? while (more)
116. ? ? ? {
117. ? ? ? ? ?inLength = in.read(inBytes);
118. ? ? ? ? ?if (inLength == blockSize)
119. ? ? ? ? ?{
120. ? ? ? ? ? ? int outLength = cipher.update(inBytes, 0, blockSize, outBytes);
121. ? ? ? ? ? ? out.write(outBytes, 0, outLength);
122. ? ? ? ? ?}
123. ? ? ? ? ?else more = false;
124. ? ? ? }
125. ? ? ? if (inLength > 0) outBytes = cipher.doFinal(inBytes, 0, inLength);
126. ? ? ? else outBytes = cipher.doFinal();
127. ? ? ? out.write(outBytes);
128. ? ?}
129.
130. ? ?private static final int KEYSIZE = 512;
131. }

你现在已经看到了Java安全模型是如何允许我们去控制代码的执行的，这是Java平台的一个独一无二且越来越重要的方面。