Java加密技术(八)——数字证书
原文:http://snowolf.iteye.com/blog/391931
请大家在阅读本篇内容时先阅读 Java加密技术(四),预先了解RSA加密算法。
在构建Java代码实现前,我们需要完成证书的制作。
1.生成keyStroe文件
在命令行下执行以下命令:
- keytool -genkey -validity 36000 -alias www.zlex.org -keyalg RSA -keystore d:\zlex.keystore
其中
-genkey表示生成密钥
-validity指定证书有效期,这里是36000天
-alias指定别名,这里是www.zlex.org
-keyalg指定算法,这里是RSA
-keystore指定存储位置,这里是d:\zlex.keystore
在这里我使用的密码为 123456
控制台输出:
- 输入keystore密码:
- 再次输入新密码:
- 您的名字与姓氏是什么?
- [Unknown]: www.zlex.org
- 您的组织单位名称是什么?
- [Unknown]: zlex
- 您的组织名称是什么?
- [Unknown]: zlex
- 您所在的城市或区域名称是什么?
- [Unknown]: BJ
- 您所在的州或省份名称是什么?
- [Unknown]: BJ
- 该单位的两字母国家代码是什么
- [Unknown]: CN
- CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN 正确吗?
- [否]: Y
- 输入<tomcat>的主密码
- (如果和 keystore 密码相同,按回车):
- 再次输入新密码:
这时,在D盘下会生成一个zlex.keystore的文件。
2.生成自签名证书
光有keyStore文件是不够的,还需要证书文件,证书才是直接提供给外界使用的公钥凭证。
导出证书:
- keytool -export -keystore d:\zlex.keystore -alias www.zlex.org -file d:\zlex.cer -rfc
其中
-export指定为导出操作
-keystore指定keystore文件
-alias指定导出keystore文件中的别名
-file指向导出路径
-rfc以文本格式输出,也就是以BASE64编码输出
这里的密码是 123456
控制台输出:
- 输入keystore密码:
- 保存在文件中的认证 <d:\zlex.cer>
当然,使用方是需要导入证书的!
可以通过自签名证书完成CAS单点登录系统的构建!
Ok,准备工作完成,开始Java实现!
通过java代码实现如下:Coder类见 Java加密技术(一)
- import java.io.FileInputStream;
- import java.security.KeyStore;
- import java.security.PrivateKey;
- import java.security.PublicKey;
- import java.security.Signature;
- import java.security.cert.Certificate;
- import java.security.cert.CertificateFactory;
- import java.security.cert.X509Certificate;
- import java.util.Date;
- import javax.crypto.Cipher;
- /**
- * 证书组件
- *
- * @author 梁栋
- * @version 1.0
- * @since 1.0
- */
- public abstract class CertificateCoder extends Coder {
- /**
- * Java密钥库(Java Key Store,JKS)KEY_STORE
- */
- public static final String KEY_STORE = "JKS";
- public static final String X509 = "X.509";
- /**
- * 由KeyStore获得私钥
- *
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- * @throws Exception
- */
- private static PrivateKey getPrivateKey(String keyStorePath, String alias,
- String password) throws Exception {
- KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
- PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());
- return key;
- }
- /**
- * 由Certificate获得公钥
- *
- * @param certificatePath
- * @return
- * @throws Exception
- */
- private static PublicKey getPublicKey(String certificatePath)
- throws Exception {
- Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);
- PublicKey key = certificate.getPublicKey();
- return key;
- }
- /**
- * 获得Certificate
- *
- * @param certificatePath
- * @return
- * @throws Exception
- */
- private static Certificate getCertificate(String certificatePath)
- throws Exception {
- CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory
- .getInstance(X509);
- FileInputStream in = new FileInputStream(certificatePath);
- Certificate certificate = certificateFactory.generateCertificate(in);
- in.close();
- return certificate;
- }
- /**
- * 获得Certificate
- *
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- * @throws Exception
- */
- private static Certificate getCertificate(String keyStorePath,
- String alias, String password) throws Exception {
- KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
- Certificate certificate = ks.getCertificate(alias);
- return certificate;
- }
- /**
- * 获得KeyStore
- *
- * @param keyStorePath
- * @param password
- * @return
- * @throws Exception
- */
- private static KeyStore getKeyStore(String keyStorePath, String password)
- throws Exception {
- FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);
- KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KEY_STORE);
- ks.load(is, password.toCharArray());
- is.close();
- return ks;
- }
- /**
- * 私钥加密
- *
- * @param data
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,
- String alias, String password) throws Exception {
- // 取得私钥
- PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
- // 对数据加密
- Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
- cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
- return cipher.doFinal(data);
- }
- /**
- * 私钥解密
- *
- * @param data
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,
- String alias, String password) throws Exception {
- // 取得私钥
- PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
- // 对数据加密
- Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
- cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
- return cipher.doFinal(data);
- }
- /**
- * 公钥加密
- *
- * @param data
- * @param certificatePath
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)
- throws Exception {
- // 取得公钥
- PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
- // 对数据加密
- Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
- cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
- return cipher.doFinal(data);
- }
- /**
- * 公钥解密
- *
- * @param data
- * @param certificatePath
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)
- throws Exception {
- // 取得公钥
- PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
- // 对数据加密
- Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
- cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
- return cipher.doFinal(data);
- }
- /**
- * 验证Certificate
- *
- * @param certificatePath
- * @return
- */
- public static boolean verifyCertificate(String certificatePath) {
- return verifyCertificate(new Date(), certificatePath);
- }
- /**
- * 验证Certificate是否过期或无效
- *
- * @param date
- * @param certificatePath
- * @return
- */
- public static boolean verifyCertificate(Date date, String certificatePath) {
- boolean status = true;
- try {
- // 取得证书
- Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);
- // 验证证书是否过期或无效
- status = verifyCertificate(date, certificate);
- } catch (Exception e) {
- status = false;
- }
- return status;
- }
- /**
- * 验证证书是否过期或无效
- *
- * @param date
- * @param certificate
- * @return
- */
- private static boolean verifyCertificate(Date date, Certificate certificate) {
- boolean status = true;
- try {
- X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) certificate;
- x509Certificate.checkValidity(date);
- } catch (Exception e) {
- status = false;
- }
- return status;
- }
- /**
- * 签名
- *
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- *
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static String sign(byte[] sign, String keyStorePath, String alias,
- String password) throws Exception {
- // 获得证书
- X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(
- keyStorePath, alias, password);
- // 获取私钥
- KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);
- // 取得私钥
- PrivateKey privateKey = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password
- .toCharArray());
- // 构建签名
- Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate
- .getSigAlgName());
- signature.initSign(privateKey);
- signature.update(sign);
- return encryptBASE64(signature.sign());
- }
- /**
- * 验证签名
- *
- * @param data
- * @param sign
- * @param certificatePath
- * @return
- * @throws Exception
- */
- public static boolean verify(byte[] data, String sign,
- String certificatePath) throws Exception {
- // 获得证书
- X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(certificatePath);
- // 获得公钥
- PublicKey publicKey = x509Certificate.getPublicKey();
- // 构建签名
- Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate
- .getSigAlgName());
- signature.initVerify(publicKey);
- signature.update(data);
- return signature.verify(decryptBASE64(sign));
- }
- /**
- * 验证Certificate
- *
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- */
- public static boolean verifyCertificate(Date date, String keyStorePath,
- String alias, String password) {
- boolean status = true;
- try {
- Certificate certificate = getCertificate(keyStorePath, alias,
- password);
- status = verifyCertificate(date, certificate);
- } catch (Exception e) {
- status = false;
- }
- return status;
- }
- /**
- * 验证Certificate
- *
- * @param keyStorePath
- * @param alias
- * @param password
- * @return
- */
- public static boolean verifyCertificate(String keyStorePath, String alias,
- String password) {
- return verifyCertificate(new Date(), keyStorePath, alias, password);
- }
- }
再给出一个测试类:
- import static org.junit.Assert.*;
- import org.junit.Test;
- /**
- *
- * @author 梁栋
- * @version 1.0
- * @since 1.0
- */
- public class CertificateCoderTest {
- private String password = "123456";
- private String alias = "www.zlex.org";
- private String certificatePath = "d:/zlex.cer";
- private String keyStorePath = "d:/zlex.keystore";
- @Test
- public void test() throws Exception {
- System.err.println("公钥加密——私钥解密");
- String inputStr = "Ceritifcate";
- byte[] data = inputStr.getBytes();
- byte[] encrypt = CertificateCoder.encryptByPublicKey(data,
- certificatePath);
- byte[] decrypt = CertificateCoder.decryptByPrivateKey(encrypt,
- keyStorePath, alias, password);
- String outputStr = new String(decrypt);
- System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
- // 验证数据一致
- assertArrayEquals(data, decrypt);
- // 验证证书有效
- assertTrue(CertificateCoder.verifyCertificate(certificatePath));
- }
- @Test
- public void testSign() throws Exception {
- System.err.println("私钥加密——公钥解密");
- String inputStr = "sign";
- byte[] data = inputStr.getBytes();
- byte[] encodedData = CertificateCoder.encryptByPrivateKey(data,
- keyStorePath, alias, password);
- byte[] decodedData = CertificateCoder.decryptByPublicKey(encodedData,
- certificatePath);
- String outputStr = new String(decodedData);
- System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);
- assertEquals(inputStr, outputStr);
- System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
- // 产生签名
- String sign = CertificateCoder.sign(encodedData, keyStorePath, alias,
- password);
- System.err.println("签名:\r" + sign);
- // 验证签名
- boolean status = CertificateCoder.verify(encodedData, sign,
- certificatePath);
- System.err.println("状态:\r" + status);
- assertTrue(status);
- }
- }
控制台输出:
- 公钥加密——私钥解密
- 加密前: Ceritificate
- 解密后: Ceritificate
- 私钥加密——公钥解密
- 加密前: sign
- 解密后: sign
- 私钥签名——公钥验证签名
- 签名:
- pqBn5m6PJlfOjH0A6U2o2mUmBsfgyEY1NWCbiyA/I5Gc3gaVNVIdj/zkGNZRqTjhf3+J9a9z9EI7
- 6F2eWYd7punHx5oh6hfNgcKbVb52EfItl4QEN+djbXiPynn07+Lbg1NOjULnpEd6ZhLP1YwrEAuM
- OfvX0e7/wplxLbySaKQ=
- 状态:
- true
由此完成了证书验证体系!
同样,我们可以对代码做签名——代码签名!
通过工具JarSigner可以完成代码签名。
这里我们对tools.jar做代码签名,命令如下:
- jarsigner -storetype jks -keystore zlex.keystore -verbose tools.jar www.zlex.org
控制台输出:
- 输入密钥库的口令短语:
- 正在更新: META-INF/WWW_ZLEX.SF
- 正在更新: META-INF/WWW_ZLEX.RSA
- 正在签名: org/zlex/security/Security.class
- 正在签名: org/zlex/tool/Main$1.class
- 正在签名: org/zlex/tool/Main$2.class
- 正在签名: org/zlex/tool/Main.class
- 警告:
- 签名者证书将在六个月内过期。
此时,我们可以对签名后的jar做验证!
验证tools.jar,命令如下:
- jarsigner -verify -verbose -certs tools.jar
控制台输出:
- 402 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/MANIFEST.MF
- 532 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/WWW_ZLEX.SF
- 889 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/WWW_ZLEX.RSA
- sm 590 Wed Dec 10 13:03:42 CST 2008 org/zlex/security/Security.class
- X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN
- [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期]
- sm 705 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main$1.class
- X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN
- [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期]
- sm 779 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main$2.class
- X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN
- [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期]
- sm 12672 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main.class
- X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN
- [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期]
- s = 已验证签名
- m = 在清单中列出条目
- k = 在密钥库中至少找到了一个证书
- i = 在身份作用域内至少找到了一个证书
- jar 已验证。
- 警告:
- 此 jar 包含签名者证书将在六个月内过期的条目。
代码签名认证的用途主要是对发布的软件做验证,支持 Sun Java .jar (Java Applet) 文件(J2SE)和 J2ME MIDlet Suite 文件。
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Java加密技术(五)——非对称加密算法的由来
Java加密技术(六)——数字签名算法DSA
Java加密技术(七)——非对称加密算法最高ECC
Java加密技术(八)——数字证书
Java加密技术(九)——初探SSL
Java加密技术(十)——单向认证
Java加密技术(十一)——双向认证
Java加密技术(十二)——*.PFX(*.p12)&个人信息交换文件
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