廖雪峰Java10加密与安全-5签名算法-1RSA签名算法
1.数字签名
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数字签名:
- 发送方用自己的私钥对消息进行签名:sig = signature(privateKey, "message")
- 接收方用发送方的公钥验证签名是否有效:boolean vaild = verify(publicKey, sig,"message")。如果publicKey,sig,message任何一个发生改变,签名都是无效的。
- 数字签名≈混入了私钥/公钥的摘要
数字签名的目的:
- 确认信息是某个发送方发送的。只有发送方用自己的privateKey签名,其他人才能用发送方的publicKey验证签名。
- 发送方不能抵赖他发送了消息。因为用谁的publicKey成功验证的签名,就说明一定是他用自己的privateKey签名的。所以privateKey相当于用户的身份。
- 数据在传输过程中没有被修改
常用数字签名方法:
- MD5withRSA
- SHA1withRSA
- SHA256withRSA
2代码示例
package com.testList;
import java.security.*;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Arrays;
import java.util.Base64;
public class SecRSASignature {
PrivateKey sk;//定义私钥
PublicKey pk;//定义公钥
//构造方法1:获取公钥/私钥对
public SecRSASignature() throws GeneralSecurityException{
KeyPairGenerator kpGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");//使用RSA
kpGen.initialize(1024);//初始化为1024字节
KeyPair kp = kpGen.generateKeyPair();//生成公钥、私钥
this.sk = kp.getPrivate();
this.pk = kp.getPublic();
}
//构造方法2:从保存的字节中提取公钥/私钥
public SecRSASignature(byte[] pk,byte[] sk) throws GeneralSecurityException{
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
X509EncodedKeySpec pkSpec = new X509EncodedKeySpec(pk);
this.pk = kf.generatePublic(pkSpec);
PKCS8EncodedKeySpec skSpec = new PKCS8EncodedKeySpec(sk);
this.sk = kf.generatePrivate(skSpec);
}
//返回私钥的byte数组
public byte[] getPrivateKey(){
return this.sk.getEncoded();
}
//返回公钥的byte数组
public byte[] getPublicKey(){
return this.pk.getEncoded();
}
//获取签名
public byte[] sign(byte[] message) throws GeneralSecurityException{
Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
signature.initSign(this.sk);
signature.update(message);
return signature.sign();
}
//传入message,使用公钥与签名sign进行校验
public boolean verify(byte[] message,byte[] sign) throws GeneralSecurityException{
Signature signature = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
signature.initVerify(this.pk);
signature.update(message);
return signature.verify(sign);
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
byte[] message = "Hello,使用SHA1withRSA算法进行数字签名".getBytes("utf-8");
SecRSASignature rsas = new SecRSASignature();
byte[] sign = rsas.sign(message);
System.out.println("sign:"+ Base64.getEncoder().encodeToString(sign));
//使用原有的message、sign进行校验
boolean verified1 = rsas.verify(message,sign);
System.out.println("verify:"+verified1);
//创建新的SecRSASiginature对象,使用原有的sign与新对象进行校验
boolean verified2 = new SecRSASignature().verify(message,sign);
System.out.println("verfied with another public key:"+verified2);
//修改message信息
message[0]=100;
boolean verifed3 = rsas.verify(message,sign);
System.out.println("verified with changed message: "+verifed3);
}
}
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3.总结:
- 数字签名就是发送方的私钥对原始数据进行签名
- 只有用发送方公钥才能通过签名验证
* 防止伪造发送方
* 防止抵赖发送过信息
* 防止信息在传输过程中被修改 - 常用算法:MD5withRSA/SHA1withRSA/SHA256widthRSA