数字签名算法---加密学习笔记（五）

介绍

签名：就有安全性，抗否认性
数字签名：带有密钥（公钥，私钥）的消息摘要算法
作用：
1. 验证数据的完整性
2. 认证数据来源
3. 抗否认

数字签名遵循：私钥签名，公钥验证
常用的数字签名算法：RSA，DSA，ECDSA

RSA

介绍：
是经典算法，是目前为止使用最广泛的数字签名算法。

RSA数字签名算法的密钥实现与RSA的加密算法是一样的，算法的名称都叫RSA。密钥的产生和转换都是一样的。

RSA数字签名算法主要包括MD和SHA两类。
具体包括那些内容见下图：

例子：

package com.timliu.security.signature;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;import org.apache.commons.codec.binary.Hex;public class RSATest {public static final String src = "hello world";public static void main(String[] args) {jdkRSA();}/*** 说明： 用java的jdk里面相关方法实现rsa的签名及签名验证*/public static void jdkRSA() {try {// 1.初始化密钥KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");//设置KEY的长度keyPairGenerator.initialize(512);KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//得到公钥RSAPublicKey rsaPublicKey = (RSAPublicKey) keyPair.getPublic();//得到私钥RSAPrivateKey rsaPrivateKey = (RSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();// 2.进行签名//用私钥进行签名PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(rsaPrivateKey.getEncoded());KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");//构造一个privateKeyPrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);//声明签名的对象Signature signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");signature.initSign(privateKey);signature.update(src.getBytes());//进行签名byte[] result = signature.sign();System.out.println("jdk rsa sign:" + Hex.encodeHexString(result));// 3.验证签名//用公钥进行验证签名X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(rsaPublicKey.getEncoded());keyFactory = KeyFactory.getInstance("RSA");//构造一个publicKeyPublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);//声明签名对象signature = Signature.getInstance("MD5withRSA");signature.initVerify(publicKey);signature.update(src.getBytes());//验证签名boolean bool = signature.verify(result);System.out.println("jdk rsa verify:" + bool);} catch (Exception e) {System.out.println(e.toString());}}}

运行结果:

RSA的应用场景：

DSA

介绍：
DSS(Digital Signature Standard)：数字签名标准
在DSS的基础上逐渐形成了DSA算法。
DSA(Digital Signature Algorithm)：数字签名算法

DSA与RSA的区别：
DSA仅包含数字签名，使用DSA这种算法的证书是没法进行加密通信的。
但是RSA既包含数字签名算法，也包含加解密。

例子：

package com.timliu.security.signature;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.DSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.DSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;import org.apache.commons.codec.binary.Hex;public class DSATest {public static final String src = "hello world";public static void main(String[] args) {jdkDSA();}/*** * 说明： 用java的jdk里面相关方法实现dsa的签名及签名验证*/public static void jdkDSA() {try {// 1.初始化密钥KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");//设置密钥的长度keyPairGenerator.initialize(512);KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//得到公钥DSAPublicKey dsaPublicKey = (DSAPublicKey) keyPair.getPublic();//得到私钥DSAPrivateKey dsaPrivateKey = (DSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();// 2.进行签名//私钥进行签名PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(dsaPrivateKey.getEncoded());KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("DSA");//得到执行签名时用到的privateKeyPrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withDSA");signature.initSign(privateKey);signature.update(src.getBytes());//执行签名byte[] result = signature.sign();System.out.println("jdk dsa sign:" + Hex.encodeHexString(result));// 3.验证签名//公钥进行验证X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(dsaPublicKey.getEncoded());keyFactory = KeyFactory.getInstance("DSA");//得到验证签名时用到的publicKeyPublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);signature = Signature.getInstance("SHA1withDSA");signature.initVerify(publicKey);signature.update(src.getBytes());//执行验证boolean bool = signature.verify(result);System.out.println("jdk dsa verify:" + bool);} catch (Exception e) {System.out.println(e.toString());}}}

运行结果：

DSA的应用场景：

ECDSA

介绍：
微软产品的序列号验证算法使用的就是ECDSA。

ECDSA(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)：椭圆曲线数字签名算法

优点：
与传统的数字签名算法相比，速度快，强度高，签名短。

注意：
这里JDK实现ECDSA算法是在JDK1.7之后。

例子：

package com.timliu.security.signature;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.ECPrivateKey;
import java.security.interfaces.ECPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;import org.apache.commons.codec.binary.Hex;public class ECDSATest {public static final String src = "hello world";public static void main(String[] args) {jdkECDSA();}/*** 说明： 用java的jdk里面相关方法实现ECDSA的签名及签名验证,要jdk7.x以上，ECDSA：椭圆曲线数字签名算法*/public static void jdkECDSA() {try {// 1.初始化密钥KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("EC");//设置密钥的长度keyPairGenerator.initialize(256);KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();//得到公钥ECPublicKey ecPublicKey = (ECPublicKey) keyPair.getPublic();//得到私钥ECPrivateKey ecPrivateKey = (ECPrivateKey) keyPair.getPrivate();// 2.进行签名//私钥进行加密PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(ecPrivateKey.getEncoded());KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");//得到签名用的privateKeyPrivateKey privateKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");signature.initSign(privateKey);signature.update(src.getBytes());//更新要签名的字符串//进行签名byte[] result = signature.sign();System.out.println("jdk ecdsa sign:" + Hex.encodeHexString(result));// 3.验证签名//公钥进行验证X509EncodedKeySpec x509EncodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(ecPublicKey.getEncoded());keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC");//得到验证签名用的publicKeyPublicKey publicKey = keyFactory.generatePublic(x509EncodedKeySpec);signature = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");signature.initVerify(publicKey);signature.update(src.getBytes());//进行验证boolean bool = signature.verify(result);System.out.println("jdk ecdsa verify:" + bool);} catch (Exception e) {System.out.println(e.toString());}}}

运行结果：

ECDSA应用场景：

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