好得很程序员自学网

<tfoot draggable='sEl'></tfoot>

java结合keytool如何实现非对称签名和验证详解

前言

本文主要介绍了关于 java 结合 keytool 实现非对称签名和 验证 的相关内容,分享出来供大家参考学习,下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧

参考  还有姊妹篇: java结合keytool实现非对称加密和解密

keytool的使用

keytool是JDK自带的一个密钥库管理工具。这里只用到了keytool的部分功能,包括生成密钥对,导出公钥等。keytool生成的公钥/私钥对存放到一个到了一个文件中,这个文件有密码保护,通称为keystore。

生成密钥对

?

1

$ keytool -genkey - alias signLegal -keystore examplestanstore -validity 1800

生成别名为signLegal的密钥对,存放在密钥库examplestanstore中,证书的有效期是1800天(默认是90天)。

输入一系列的参数。输入的参数遵循了LDAP的风格和标准。可以想象,生成的密钥对可以看成LDAP的一个条目。

命令执行成功后会在当前目录下创建一个叫examplestanstore的文件。

查看密钥对

?

1

$ keytool -list -keystore examplestanstore - v

列出了examplestanstore密钥库的中所有密钥对。-v参数表示详细信息,详细信息中有证书的失效时间。

导出公钥证书

?

1

$ keytool - export -keystore examplestanstore - alias signLegal - file StanSmith.cer

导出的公钥存放在当前目录的StanSmith.cer文件中,是个二进制文件。

java签名和验证

参考了 java安全官方教程 。

在该官方教程中, GenSig.java 类生成密钥对,对输入的文件进行签名,输出了一个签名结果文件sig和公钥suepk。

VerSig.java 类接受三个参数:公钥文件名(suepk)、签名文件(sig)、被签名的源文件名(hello.txt)。

该教程解释了两个类的原理,并附加有源码。将源码下载并编译。创建一个hello.txt的文件作为被签名的目标文件,里面随便放点字符串。然后执行:

?

1

2

3

$ java GenSig hello.txt   (生成文件sig和suepk)

$ java VerSig suepk sig hello.txt

signature verifies: true

在实际使用时,密钥对不可能每次在程序中重新生成。而keytool恰好可以生成并相对安全保存密钥对。所以下面结合了keytool和java实现的功能。

结合keytool与java签名/验证

参考

密钥对由keytool生成并保存到keystore中保护起来(keystore有密码)。公钥也从keystore中导出。GenSig.java类只需要从keystore中取得私钥进行签名即可。

VerSig.java也要做适当的修改。貌似因为从keystore中导出的是证书而不是公钥,两者的封装格式估计有差异。

具体步骤

利用keytool -genkey生成密钥对保存在keystore中(库文件是examplestanstore) 利用`keytool -export'从keystore中导出公钥证书(StanSmith.cer) 利用新类GenSig2.java生成签名(文件名是sig),GenSig2.java会从keystore中取私钥 将公钥(StanSmith.cer)、签名(sig)、被签名文件(hello.txt)发给验证方 验证方利用VerSig2.java进行验证

下面是GenSig2.java和VerSig2.java的源码和执行方式。

GenSig2.java

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

import java.io.*;

import java.security.*;

 

class GenSig2 {

 

  public static void main(String[] args) {

 

  if (args.length != 1 ) {

   System.out.println( "Usage: java GenSig2 <nameOfFileToSign>" );

   }

  else try {

 

   /*create key paire use keytool:

   $ keytool -genkey -alias signLegal -keystore examplestanstore -validity 1800*/

   // read keystore file

   KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");

   FileInputStream ksfis = new FileInputStream("examplestanstore");

   BufferedInputStream ksbufin = new BufferedInputStream(ksfis);

 

   // open keystore and get private key

   // alias is 'signLeal', kpasswd/spasswd is 'vagrant'

   ks.load(ksbufin, "vagrant".toCharArray());

   PrivateKey priv = (PrivateKey) ks.getKey("signLegal", "vagrant".toCharArray());

 

   /* Create a Signature object and initialize it with the private key */

 

   Signature dsa = Signature.getInstance("SHA1withDSA", "SUN");

 

   dsa.initSign(priv);

   /* Update and sign the data */

 

   FileInputStream fis = new FileInputStream(args[0]);

   BufferedInputStream bufin = new BufferedInputStream(fis);

   byte[] buffer = new byte[1024];

   int len;

   while (bufin.available() != 0) {

   len = bufin.read(buffer);

   dsa.update(buffer, 0, len);

   };

 

   bufin.close();

 

   /* Now that all the data to be signed has been read in,

    generate a signature for it */

   byte[] realSig = dsa.sign();

 

   /* Save the signature in a file */

   FileOutputStream sigfos = new FileOutputStream("sig");

   sigfos.write(realSig);

 

   sigfos.close();

 

   /* public key file can export from keystore use keytool:

   $ keytool -export -keystore examplestanstore -alias signLegal -file StanSmith.cer */

 

  } catch (Exception e) {

   System.err.println( "Caught exception " + e.toString());

  }

  };

编译后,这样运行:

?

1

$ java GenSig2 hello.txt

会生成签名文件sig。

VerSig2.java

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

import java.io.*;

import java.security.*;

import java.security.spec.*;

 

class VerSig2 {

 

  public static void main(String[] args) {

 

  /* Verify a DSA signature */

 

  if (args.length != 3) {

   System.out.println("Usage: VerSig publickeyfile signaturefile datafile");

   }

  else try{

 

   /* import encoded public cert */

   FileInputStream certfis = new FileInputStream(args[0]);

   java.security.cert.CertificateFactory cf =

   java.security.cert.CertificateFactory.getInstance("X.509");

   java.security.cert.Certificate cert = cf.generateCertificate(certfis);

   PublicKey pubKey = cert.getPublicKey();

 

   /* input the signature bytes */

   FileInputStream sigfis = new FileInputStream(args[1]);

   byte[] sigToVerify = new byte[sigfis.available()];

   sigfis.read(sigToVerify );

 

   sigfis.close();

 

   /* create a Signature object and initialize it with the public key */

   Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withDSA", "SUN");

   sig.initVerify(pubKey);

 

   /* Update and verify the data */

 

   FileInputStream datafis = new FileInputStream(args[ 2 ]);

   BufferedInputStream bufin = new BufferedInputStream(datafis);

   byte [] buffer = new byte [ 1024 ];

   int len;

   while (bufin.available() != 0 ) {

   len = bufin.read(buffer);

   sig.update(buffer, 0 , len);

   };

 

   bufin.close();

 

   boolean verifies = sig.verify(sigToVerify);

 

   System.out.println( "signature verifies: " + verifies);

 

  } catch (Exception e) {

   System.err.println( "Caught exception " + e.toString());

  };

  }

}

编译后,这样运行(StanSmith.cer是利用keytool导出的公钥证书,见前文):

?

1

2

$ java VerSig2 StanSmith.cer sig hello.txt

signature verifies: true

openssl

虽然也研究了一下openssl,但发现与java难以结合,难度也很大。例如它的教程中采用的是RSA,而上面的java使用的是DSA。所以只是贴在这里备忘,可以忽略。

参考

生成私钥

?

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

$ openssl genrsa -out key.pem 1024

$ cat key.pem

-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----

MIICXQIBAAKBgQCzVDmu6Cf2QF7cERCGYU3B8Epm6pkkpMZFgotphXMgAmBBNJbh

Si7qPH4R5JlEm1ZXPr5DZH /pyJBWQhiiHGeUAOve +GOgvt9Rk25r7OEWYvn /GCr/

JBfLBGqwtlzn /t2s2x04IooshsGkOd6YpZoztkEDtu2gKHedFczF607IvwIDAQAB

AoGAMdbIqUmwQYomUvcTJqXIXIwRwYSVx09cI1lisZL7Kfw /ECAzhq19WHAzgXmM

9zpMxraTXluCCVFKfA6mlfda+ZoBlKSYdOecwNB+TSAumf9XK8uHW /g8C +Ykq9OG

g9Uiy8rKnl12Zaiu9H8L82ud0CkTFW2636 /PuKgtp +4YbXECQQDhKdh8lwgumg7H

YIw5476QOHnPL7c3OFPGtaOZMZJkjMPfRzgR4B5PjcGnOLDoTlkATcBPmXtLwwJJ

SzaBdaRjAkEAy+NwdOzC1yQrTrkZQx1brNjO3iytfkl3t1xAWyz5Sy1IB7+4fsod

Eh3br5E1o5YRipY2GJZvp2OAAt3tz6iS9QJASvIYwu+qo4hX3vk9847gwTRrJxFk

1JaFHCEdgUJEzf8ku08DVL /alvRCPxzZlZluenFmz5fwuDkCq87DJ7g2rQJBAMDM

+SnIPdMeA8n0pRvfJjLD7pMP4pu6M3fzx3Owiqj5T9TsCjXzQBxCmdxizzs7DKll

tA /6Kek64PFVFa25tgUCQQCTM1VwfNKjFbd +0HuF6WAs3Odjuo0gKk /QIjdn7M5/

I0kxEApKxTto3oiuCQGeYL /sqy3WjM0476w48 +xUsQeF

-----END RSA PRIVATE KEY-----

导出公钥

?

1

2

3

4

5

6

7

8

$ openssl rsa - in key.pem -pubout -out pub-key.pem

$ cat pub-key.pem

-----BEGIN PUBLIC KEY-----

MIGfMA0GCSqGSIb3DQEBAQUAA4GNADCBiQKBgQCzVDmu6Cf2QF7cERCGYU3B8Epm

6pkkpMZFgotphXMgAmBBNJbhSi7qPH4R5JlEm1ZXPr5DZH /pyJBWQhiiHGeUAOve

+GOgvt9Rk25r7OEWYvn /GCr/JBfLBGqwtlzn/t2s2x04IooshsGkOd6YpZoztkED

tu2gKHedFczF607IvwIDAQAB

-----END PUBLIC KEY-----

摘要计算

创建一个内容是1234的文本文件hello.txt。用openssl计算它的SHA256摘要(SHA256是jarsigner的默认摘要算法):

?

1

2

3

4

5

$ cat hello.txt

1234

$ openssl dgst -SHA256 -out hello.sha256 hello.txt

$ cat hello.sha256

SHA256(hello.txt)= a883dafc480d466ee04e0d6da986bd78eb1fdd2178d04693723da3a8f95d42f4

签名和验证

对摘要文件hello.sha256进行签名:

?

1

$ openssl rsautl -sign - in hello.sha256 -out hello.sign -inkey key.pem

用公钥对签名进行验证:

?

1

2

$ openssl rsautl -verify - in hello.sign -inkey pub-key.pem -pubin

SHA256(hello.txt)= a883dafc480d466ee04e0d6da986bd78eb1fdd2178d04693723da3a8f95d42f4

用公钥验证必须加上-pubin参数。 用私钥对签名进行验证:

?

1

2

$ openssl rsautl -verify - in hello.sign -inkey key.pem

SHA256(hello.txt)= a883dafc480d466ee04e0d6da986bd78eb1fdd2178d04693723da3a8f95d42f4

验证的STD输出与摘要文件hello.sha256的内容一样,说明验证可以通过。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对的支持。

原文链接:https://imaidata.github.io/blog/2017/07/29/java结合keytool实现非对称签名与验证/

查看更多关于java结合keytool如何实现非对称签名和验证详解的详细内容...

  阅读:45次