信息计算2019级2班4号袁敏婷

袁敏婷 · 发表于 2022-5-31 17:04:52

本帖最后由袁敏婷于 2022-5-31 17:06 编辑

RSA数字签名

一、原理：
当A想要给B发送数据，并想进行数字签名的时候，A只需要利用自己的私钥，对数据进行数字签名算法，就可以得到一个新的签名数据，这时A需要把自己原来的数据，以及新得到的签名数据都发送给B，B接受到签名数据之后，用A的公钥对签名数据进行验证算法，看得出来的数据与A发送过来的数据是不是完全一样的即可。

二、签名过程：
1.A计算消息m的消息摘要,记为 r(m);
2.A使用私钥(n,d)对r(m)加密，生成签名s ,s满足：s=(h(m))^d mod n;
3.A发送消息和签名(m,s)给B。

三、验签过程：

1.B计算消息m的消息摘要,记为r(m);

2.B使用A的公钥(n,e)解密s,得到:R(m)=s^e mod n;

3.B比较R(m)与r(m),相同则验证为正确。

四、签名过程：

1.A提取消息m的消息摘要r(m),并使用自己的私钥对摘要r(m)进行加密,生成签名s;

2.A将签名s和消息m一起,使用B的公钥进行加密,生成密文c,发送给B。

五、验证过程：

1.B接收到密文c,使用自己的私钥解密c得到明文m和数字签名s;

2.B使用A的公钥解密数字签名s解密得到R(m);

3.B使用相同的方法提取消息m的消息摘要r(m);

4.B比较两个消息摘要。相同则验证成功，否则验证失败。

六、源代码：

package rsaqm;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.RSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.RSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
public class qianming {
private static String src = "CYK";
public static void main(String[] args) {
jdkRSA();
}
public static void jdkRSA() {
try {
KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");// 初始化秘钥
keyPairGenerator.initialize(512);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();// 用作验证公钥
RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();// 用作签名私钥
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());// 执行签名
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");
PrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");// 签名对象
signature.initSign(privateKey);// 签名对象的初始化方法
signature.update(src.getBytes());
byte[] result = signature.sign();
System.out.println("RSA签名是：" + result);
X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());// 验证签名
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("签名验证结果为：" + bool);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

复制代码

七、运行结果：

袁敏婷 · 发表于 2022-5-31 18:28:15

ECC椭圆曲线上公钥密码

一、原理
1、用户A选定一条椭圆曲线Ep(a,b)，并取椭圆曲线上一点，作为基点G；
2、用户A选择一个私有密钥k，并生成公开密钥K=kG；
3、用户A将Ep(a,b)和点K，G传给用户B；
4、用户B接到信息后，将待传输的明文编码到Ep(a,b)上一点M，并产生一个随机整数r；
5、用户B计算点C1=M+rK，C2=rG；
6、用户B将C1、C2传给用户A；
7、用户A接到信息后，计算C1-kC2，结果就是点M。

二、执行过程
1、生成公钥和私钥；
2、公钥加密；
3、私钥解密；
4、用私钥对信息生成数字签名；

三、源代码

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import javax.crypto.Cipher;
import java.security.*;
import java.security.interfaces.ECPrivateKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
public class ECC {
// 生成公钥和私钥
public static KeyPair initKey(int keySize, String KEY_ALGORITHM) throws Exception {
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
keyPairGen.initialize(keySize);
KeyPair keyPair = keyPairGen.generateKeyPair();
return keyPair;
}
// 公钥加密
public static String encryptByPublicKey(String data, String publicKey) throws Exception {
byte[] keyBytes = Base64.getDecoder().decode(publicKey);
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
Cipher cipher = Cipher.getInstance("ECIES", "BC");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyFactory.generatePublic(x509KeySpec));
return Base64.getEncoder().encodeToString(cipher.doFinal(data.getBytes()));
}
// 私钥解密
public static String decryptByPrivateKey(String encryptedData, String privateKey) throws Exception {
byte[] keyBytes = Base64.getDecoder().decode(privateKey);
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
Cipher cipher = Cipher.getInstance("ECIES", "BC");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec));
return Base64.getEncoder().encodeToString(cipher.doFinal(Base64.getDecoder().decode(encryptedData)));
}
// 用私钥对信息生成数字签名
public static String sign(String content, String priKey, String signatureAl) throws Exception {
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(priKey));
KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");
ECPrivateKey privateK = (ECPrivateKey) keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
Signature sign = Signature.getInstance(signatureAl);
sign.initSign(privateK);
sign.update(Base64.getDecoder().decode(content));
return Base64.getEncoder().encodeToString(sign.sign());
}
public static void main(String[] args) {
try {
// 初始化获取公钥和私钥
KeyPair keypair = initKey(256, "EC");
PublicKey publicKey = keypair.getPublic();
PrivateKey privateKey = keypair.getPrivate();
System.out.println("私钥：" + privateKey);
System.out.println("公钥：" + publicKey);
// 生成固定公钥私钥
String publicKeyBase64 = "xinxijisuan";
String privateKeyBase64 = "yuanminting";
System.out.println("公钥：" + publicKeyBase64);
System.out.println("私钥：" + privateKeyBase64);
String c = "信息计算";
System.out.println("加密之前：" + c);
String content = encryptByPublicKey(c, publicKeyBase64);
String contentDe = decryptByPrivateKey(content, privateKeyBase64);
String d = new String(Base64.getDecoder().decode(contentDe));
System.out.println("解密之后：" + d);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

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四、运行结果：

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