Пример асимметричной криптографии на Java

Асимметричная криптография, также известная как Криптография с открытым ключом , представляет собой систему шифрования, в которой используются два разных, но однозначно связанных криптографических ключа. Данные, зашифрованные с помощью одного ключа, могут быть расшифрованы с помощью другого. Эти ключи известны как пара открытых и закрытых ключей, и, как следует из названия, закрытый ключ должен оставаться закрытым, пока открытый ключ может быть распространен. Наиболее популярными алгоритмами с открытым ключом являются RSA, Диффи-Хеллман, Эльгамал, DSS.

1. Создайте пару открытого и закрытого ключей

Существует несколько способов создания пары открытого и закрытого ключей в зависимости от вашей платформы. В этом примере мы создадим пару с использованием Java. Криптографический алгоритм, который мы будем использовать в этом примере, – это RSA.

package com.mkyong.keypair;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;

public class GenerateKeys {

	private KeyPairGenerator keyGen;
	private KeyPair pair;
	private PrivateKey privateKey;
	private PublicKey publicKey;

	public GenerateKeys(int keylength) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException {
		this.keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
		this.keyGen.initialize(keylength);
	}

	public void createKeys() {
		this.pair = this.keyGen.generateKeyPair();
		this.privateKey = pair.getPrivate();
		this.publicKey = pair.getPublic();
	}

	public PrivateKey getPrivateKey() {
		return this.privateKey;
	}

	public PublicKey getPublicKey() {
		return this.publicKey;
	}

	public void writeToFile(String path, byte[] key) throws IOException {
		File f = new File(path);
		f.getParentFile().mkdirs();

		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);
		fos.write(key);
		fos.flush();
		fos.close();
	}

	public static void main(String[] args) {
		GenerateKeys gk;
		try {
			gk = new GenerateKeys(1024);
			gk.createKeys();
			gk.writeToFile("KeyPair/publicKey", gk.getPublicKey().getEncoded());
			gk.writeToFile("KeyPair/privateKey", gk.getPrivateKey().getEncoded());
		} catch (NoSuchAlgorithmException | NoSuchProviderException e) {
			System.err.println(e.getMessage());
		} catch (IOException e) {
			System.err.println(e.getMessage());
		}

	}

}

Выход:

2. Создайте текстовый файл для шифрования

3. Используйте пару ключей для шифрования и дешифрования данных

В этом примере мы создаем класс, который может загружать открытый и закрытый ключи из своих файлов, а затем использовать их для шифрования и дешифрования Строки и Файла . Чтобы запустить этот пример, вам необходимо выполнить приведенный выше код для генерации ключей или загрузить исходный код ниже.

package com.mkyong.asymmetric;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.file.Files;
import java.security.GeneralSecurityException;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

public class AsymmetricCryptography {
	private Cipher cipher;

	public AsymmetricCryptography() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException {
		this.cipher = Cipher.getInstance("RSA");
	}

	// https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/security/spec/PKCS8EncodedKeySpec.html
	public PrivateKey getPrivate(String filename) throws Exception {
		byte[] keyBytes = Files.readAllBytes(new File(filename).toPath());
		PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
		KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
		return kf.generatePrivate(spec);
	}

	// https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/security/spec/X509EncodedKeySpec.html
	public PublicKey getPublic(String filename) throws Exception {
		byte[] keyBytes = Files.readAllBytes(new File(filename).toPath());
		X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
		KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
		return kf.generatePublic(spec);
	}

	public void encryptFile(byte[] input, File output, PrivateKey key) 
		throws IOException, GeneralSecurityException {
		this.cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		writeToFile(output, this.cipher.doFinal(input));
	}

	public void decryptFile(byte[] input, File output, PublicKey key) 
		throws IOException, GeneralSecurityException {
		this.cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
		writeToFile(output, this.cipher.doFinal(input));
	}

	private void writeToFile(File output, byte[] toWrite)
			throws IllegalBlockSizeException, BadPaddingException, IOException {
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(output);
		fos.write(toWrite);
		fos.flush();
		fos.close();
	}

	public String encryptText(String msg, PrivateKey key) 
			throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchPaddingException,
			UnsupportedEncodingException, IllegalBlockSizeException, 
			BadPaddingException, InvalidKeyException {
		this.cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
		return Base64.encodeBase64String(cipher.doFinal(msg.getBytes("UTF-8")));
	}

	public String decryptText(String msg, PublicKey key)
			throws InvalidKeyException, UnsupportedEncodingException, 
			IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
		this.cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
		return new String(cipher.doFinal(Base64.decodeBase64(msg)), "UTF-8");
	}

	public byte[] getFileInBytes(File f) throws IOException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
		byte[] fbytes = new byte[(int) f.length()];
		fis.read(fbytes);
		fis.close();
		return fbytes;
	}

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		AsymmetricCryptography ac = new AsymmetricCryptography();
		PrivateKey privateKey = ac.getPrivate("KeyPair/privateKey");
		PublicKey publicKey = ac.getPublic("KeyPair/publicKey");

		String msg = "Cryptography is fun!";
		String encrypted_msg = ac.encryptText(msg, privateKey);
		String decrypted_msg = ac.decryptText(encrypted_msg, publicKey);
		System.out.println("Original Message: " + msg + 
			"\nEncrypted Message: " + encrypted_msg
			+ "\nDecrypted Message: " + decrypted_msg);

		if (new File("KeyPair/text.txt").exists()) {
			ac.encryptFile(ac.getFileInBytes(new File("KeyPair/text.txt")), 
				new File("KeyPair/text_encrypted.txt"),privateKey);
			ac.decryptFile(ac.getFileInBytes(new File("KeyPair/text_encrypted.txt")),
				new File("KeyPair/text_decrypted.txt"), publicKey);
		} else {
			System.out.println("Create a file text.txt under folder KeyPair");
		}
	}
}

Выход:

Original Message: Cryptography is fun!

Encrypted Message: NZY+9v4AWoADVBQiFmS8ake6dG8M9v4WDf4TSPKgGPoKeJtHxEWVFGFL57qR2mbuknn8WYjfjcN+BA/
  RDsDQ9Q5SxQFLi8GE7A/6fdURjO+Vz3qYFaefpXccp7SnObKXnFfUNp00m5BtMSdTLEYfngF9UDBVYVFz0EZwuyP50xY=

Decrypted Message: Cryptography is fun!

Зашифрованный текст:

Расшифрованный текст:

1. Создайте пару открытого и закрытого ключей

2. Создайте текстовый файл для шифрования

3. Используйте пару ключей для шифрования и дешифрования данных

Скачать Исходный Код

Рекомендации