慕課網_《Java實現數字簽名》學習總結

gotham 發布于2019-08-14 18:09 / 2810人閱讀

時間：2017年4月13日星期四
說明：本文部分內容均來自慕課網。@慕課網：http://www.imooc.com
教學示例源碼：https://github.com/zccodere/s...
個人學習源碼：https://github.com/zccodere/s...

第一章：概述 1-1 數字簽名算法概述

數字簽名算法

簽名-安全性，抗否認性
數字簽名：帶有密鑰（公鑰、私鑰）的消息摘要算法
驗證數據完整性、認證數據來源、抗否認
OSI參考模型
私鑰簽名、公鑰驗證
RSA、DSA、ECDSA

第二章：RSA算法 2-1 數字簽名算法RSA

數字簽名算法：RSA

經典算法
MD、SHA兩類

算法實現：

代碼演示：

package com.myimooc.security.rsa2;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.security.*;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

/**
 * RSA數字簽名算法演示
 * Created by ZC on 2017/4/13.
 */
public class DemoRSA {

    /** 待加密字符串 */
    private static String src="imooc security rsa";

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

    /** 使用 JDK 實現 RSA 數字簽名  */
    public static void jdkRSA() throws Exception{

        // 1.初始化密鑰
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(512);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey)keyPair.getPublic();
        RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();

        // 2.執行簽名
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initSign(privateKey);
        signature.update(src.getBytes());
        byte[] result = signature.sign();
        System.out.println("jdk ras sign:"+ Hex.encodeHexString(result));

        // 3.驗證簽名
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());
        keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
        signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");
        signature.initVerify(publicKey);
        signature.update(src.getBytes());
        boolean bool = signature.verify(result);
        System.out.println("jdk rsa verify:"+bool);
    }

}

流程演示：

第三章：DSA算法 3-1 數字簽名算法DSA

數字簽名算法：DSA

DSS（Digital Signature Standard）數字簽名標準
DSA（Digital Signature Algorithm）數字簽名算法
DSA僅包含數字簽名

算法實現：

代碼演示：

package com.myimooc.security.dsa;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.security.*;
import java.security.interfaces.DSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.DSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

/**
 * DSA數字簽名算法演示
 * Created by ZC on 2017/4/13.
 */
public class DemoDSA {

    /** 待加密字符串 */
    private static String src="imooc security dsa";

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

    /** 使用 JDK 實現 DSA 數字簽名  */
    public static void jdkDSA() throws Exception{

        // 1.初始化密鑰
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
        keyPairGenerator.initialize(512);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        DSAPublicKey dsaPublicKey = (DSAPublicKey)keyPair.getPublic();
        DSAPrivateKey dsaPrivateKey = (DSAPrivateKey)keyPair.getPrivate();

        // 2.執行簽名
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(dsaPrivateKey.getEncoded());
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("DSA");
        PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withDSA");
        signature.initSign(privateKey);
        signature.update(src.getBytes());
        byte[] result = signature.sign();
        System.out.println("jdk dsa sign:"+ Hex.encodeHexString(result));

        // 3.驗證簽名
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(dsaPublicKey.getEncoded());
        keyFactory = KeyFactory.getInstance("DSA");
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
        signature = Signature.getInstance("SHA1withDSA");
        signature.initVerify(publicKey);
        signature.update(src.getBytes());
        boolean bool = signature.verify(result);
        System.out.println("jdk dsa verify:"+bool);
    }
}

流程演示：

第四章：ECDSA算法 4-1 數字簽名算法ECDSA

數字簽名算法：ECDSA

微軟：安裝office或系統需提供的序列號就是ECDSA算法
Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，橢圓曲線數字簽名算法
速度快、強度高、簽名短

算法實現：

代碼演示：

package com.myimooc.security.ecdsa;

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;

import java.security.*;
import java.security.interfaces.ECPrivateKey;
import java.security.interfaces.ECPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

/**
 * ECDSA數字簽名算法演示
 * Created by ZC on 2017/4/13.
 */
public class DemoECDSA {

    /** 待加密字符串 */
    private static String src="imooc security ecdsa";

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

    /** 使用 JDK 實現 ECDSA 數字簽名  */
    public static void jdkECDSA() throws Exception{

        // 1.初始化密鑰
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
        keyPairGenerator.initialize(256);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        ECPublicKey ecPublicKey = (ECPublicKey)keyPair.getPublic();
        ECPrivateKey ecPrivateKey = (ECPrivateKey)keyPair.getPrivate();

        // 2.執行簽名
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(ecPrivateKey.getEncoded());
        KeyFactory keyFactory =  KeyFactory.getInstance("EC");
        PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");
        signature.initSign(privateKey);
        signature.update(src.getBytes());
        byte[] result = signature.sign();
        System.out.println("jdk ecdsa sign:"+ Hex.encodeHexString(result));

        // 3.驗證簽名
        X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(ecPublicKey.getEncoded());
        keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
        PublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);
        signature = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");
        signature.initVerify(publicKey);
        signature.update(src.getBytes());
        boolean bool = signature.verify(result);
        System.out.println("jdk ecdsa verify:"+ bool);
    }

}

流程演示：

第五章：小結 5-1 數字簽名算法總結

數字簽名算法：回顧

簽名
數字簽名：帶有密鑰（公鑰、使用）的消息摘要算法
驗證數據完整性、認證數據來源、抗否認
OSI參考模型
私鑰簽名、公鑰驗證
RSA、DSA、ECDSA

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