Java加密技术（七）

女爷i 2022-06-18 01:52 218阅读 0赞

**ECC**   
ECC-Elliptic Curves Cryptography，椭圆曲线密码编码学，是目前已知的公钥体制中，对每比特所提供加密强度最高的一种体制。在软件注册保护方面起到很大的作用，一般的序列号通常由该算法产生。   
    当我开始整理《Java加密技术（二）》的时候，我就已经在开始研究ECC了，但是关于Java实现ECC算法的资料实在是太少了，无论是国内还是国外的资料，无论是官方还是非官方的解释，最终只有一种答案——ECC算法在jdk1.5后加入支持，目前仅仅只能完成密钥的生成与解析。![icon_sad.gif][] 如果想要获得ECC算法实现，需要调用硬件完成加密/解密（ECC算法相当耗费资源，如果单纯使用CPU进行加密/解密，效率低下），涉及到Java Card领域，PKCS\#11。![icon_smile.gif][] 其实，PKCS\#11配置很简单，但缺乏硬件设备，无法尝试！![icon_sad.gif][]   
  
    尽管如此，我照旧提供相应的Java实现代码，以供大家参考。![icon_biggrin.gif][]   
  
通过java代码实现如下：**Coder类见 [Java加密技术（一）][Java]**

Java代码   [![收藏代码][icon_star.png]][icon_star.png 1]

1.  **import** java.math.BigInteger;  
2.  **import** java.security.Key;  
3.  **import** java.security.KeyFactory;  
4.  **import** java.security.interfaces.ECPrivateKey;  
5.  **import** java.security.interfaces.ECPublicKey;  
6.  **import** java.security.spec.ECFieldF2m;  
7.  **import** java.security.spec.ECParameterSpec;  
8.  **import** java.security.spec.ECPoint;  
9.  **import** java.security.spec.ECPrivateKeySpec;  
10. **import** java.security.spec.ECPublicKeySpec;  
11. **import** java.security.spec.EllipticCurve;  
12. **import** java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;  
13. **import** java.security.spec.X509EncodedKeySpec;  
14. **import** java.util.HashMap;  
15. **import** java.util.Map;  
16.   
17. **import** javax.crypto.Cipher;  
18. **import** javax.crypto.NullCipher;  
19.   
20. **import** sun.security.ec.ECKeyFactory;  
21. **import** sun.security.ec.ECPrivateKeyImpl;  
22. **import** sun.security.ec.ECPublicKeyImpl;  
23.   
24. /\*\* 
25.  \* ECC安全编码组件 
26.  \*  
27.  \* @author 梁栋 
28.  \* @version 1.0 
29.  \* @since 1.0 
30.  \*/  
31. **public** **abstract** **class** ECCCoder **extends** Coder \{  
32.   
33.     **public** **static** **final** String ALGORITHM = "EC";  
34.     **private** **static** **final** String PUBLIC\_KEY = "ECCPublicKey";  
35.     **private** **static** **final** String PRIVATE\_KEY = "ECCPrivateKey";  
36.   
37.     /\*\* 
38.      \* 解密<br> 
39.      \* 用私钥解密 
40.      \*  
41.      \* @param data 
42.      \* @param key 
43.      \* @return 
44.      \* @throws Exception 
45.      \*/  
46.     **public** **static** **byte**\[\] decrypt(**byte**\[\] data, String key) **throws** Exception \{  
47.         // 对密钥解密  
48.         **byte**\[\] keyBytes = decryptBASE64(key);  
49.   
50.         // 取得私钥  
51.         PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = **new** PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);  
52.         KeyFactory keyFactory = ECKeyFactory.INSTANCE;  
53.   
54.         ECPrivateKey priKey = (ECPrivateKey) keyFactory  
55.                 .generatePrivate(pkcs8KeySpec);  
56.   
57.         ECPrivateKeySpec ecPrivateKeySpec = **new** ECPrivateKeySpec(priKey.getS(),  
58.                 priKey.getParams());  
59.   
60.         // 对数据解密  
61.         // TODO Chipher不支持EC算法 未能实现  
62.         Cipher cipher = **new** NullCipher();  
63.         // Cipher.getInstance(ALGORITHM, keyFactory.getProvider());  
64.         cipher.init(Cipher.DECRYPT\_MODE, priKey, ecPrivateKeySpec.getParams());  
65.   
66.         **return** cipher.doFinal(data);  
67.     \}  
68.   
69.     /\*\* 
70.      \* 加密<br> 
71.      \* 用公钥加密 
72.      \*  
73.      \* @param data 
74.      \* @param privateKey 
75.      \* @return 
76.      \* @throws Exception 
77.      \*/  
78.     **public** **static** **byte**\[\] encrypt(**byte**\[\] data, String privateKey)  
79.             **throws** Exception \{  
80.         // 对公钥解密  
81.         **byte**\[\] keyBytes = decryptBASE64(privateKey);  
82.   
83.         // 取得公钥  
84.         X509EncodedKeySpec x509KeySpec = **new** X509EncodedKeySpec(keyBytes);  
85.         KeyFactory keyFactory = ECKeyFactory.INSTANCE;  
86.   
87.         ECPublicKey pubKey = (ECPublicKey) keyFactory  
88.                 .generatePublic(x509KeySpec);  
89.   
90.         ECPublicKeySpec ecPublicKeySpec = **new** ECPublicKeySpec(pubKey.getW(),  
91.                 pubKey.getParams());  
92.   
93.         // 对数据加密  
94.         // TODO Chipher不支持EC算法 未能实现  
95.         Cipher cipher = **new** NullCipher();  
96.         // Cipher.getInstance(ALGORITHM, keyFactory.getProvider());  
97.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT\_MODE, pubKey, ecPublicKeySpec.getParams());  
98.   
99.         **return** cipher.doFinal(data);  
100.     \}  
101.   
102.     /\*\* 
103.      \* 取得私钥 
104.      \*  
105.      \* @param keyMap 
106.      \* @return 
107.      \* @throws Exception 
108.      \*/  
109.     **public** **static** String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap)  
110.             **throws** Exception \{  
111.         Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE\_KEY);  
112.   
113.         **return** encryptBASE64(key.getEncoded());  
114.     \}  
115.   
116.     /\*\* 
117.      \* 取得公钥 
118.      \*  
119.      \* @param keyMap 
120.      \* @return 
121.      \* @throws Exception 
122.      \*/  
123.     **public** **static** String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)  
124.             **throws** Exception \{  
125.         Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC\_KEY);  
126.   
127.         **return** encryptBASE64(key.getEncoded());  
128.     \}  
129.   
130.     /\*\* 
131.      \* 初始化密钥 
132.      \*  
133.      \* @return 
134.      \* @throws Exception 
135.      \*/  
136.     **public** **static** Map<String, Object> initKey() **throws** Exception \{  
137.         BigInteger x1 = **new** BigInteger(  
138.                 "2fe13c0537bbc11acaa07d793de4e6d5e5c94eee8", 16);  
139.         BigInteger x2 = **new** BigInteger(  
140.                 "289070fb05d38ff58321f2e800536d538ccdaa3d9", 16);  
141.   
142.         ECPoint g = **new** ECPoint(x1, x2);  
143.   
144.         // the order of generator  
145.         BigInteger n = **new** BigInteger(  
146.                 "5846006549323611672814741753598448348329118574063", 10);  
147.         // the cofactor  
148.         **int** h = 2;  
149.         **int** m = 163;  
150.         **int**\[\] ks = \{ 7, 6, 3 \};  
151.         ECFieldF2m ecField = **new** ECFieldF2m(m, ks);  
152.         // y^2+xy=x^3+x^2+1  
153.         BigInteger a = **new** BigInteger("1", 2);  
154.         BigInteger b = **new** BigInteger("1", 2);  
155.   
156.         EllipticCurve ellipticCurve = **new** EllipticCurve(ecField, a, b);  
157.   
158.         ECParameterSpec ecParameterSpec = **new** ECParameterSpec(ellipticCurve, g,  
159.                 n, h);  
160.         // 公钥  
161.         ECPublicKey publicKey = **new** ECPublicKeyImpl(g, ecParameterSpec);  
162.   
163.         BigInteger s = **new** BigInteger(  
164.                 "1234006549323611672814741753598448348329118574063", 10);  
165.         // 私钥  
166.         ECPrivateKey privateKey = **new** ECPrivateKeyImpl(s, ecParameterSpec);  
167.   
168.         Map<String, Object> keyMap = **new** HashMap<String, Object>(2);  
169.   
170.         keyMap.put(PUBLIC\_KEY, publicKey);  
171.         keyMap.put(PRIVATE\_KEY, privateKey);  
172.   
173.         **return** keyMap;  
174.     \}  
175.   
176. \}

请注意上述代码中的 **TODO**内容，再次提醒注意， Chipher不支持EC算法 ，以上代码仅供参考。 Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey均不支持EC算法。为了确保程序能够正常执行，我们使用了NullCipher类，验证程序。   
  
照旧提供一个测试类：

Java代码   [![收藏代码][icon_star.png]][icon_star.png 1]

1.  **import** **static** org.junit.Assert.\*;  
2.    
3.  **import** java.math.BigInteger;  
4.  **import** java.security.spec.ECFieldF2m;  
5.  **import** java.security.spec.ECParameterSpec;  
6.  **import** java.security.spec.ECPoint;  
7.  **import** java.security.spec.ECPrivateKeySpec;  
8.  **import** java.security.spec.ECPublicKeySpec;  
9.  **import** java.security.spec.EllipticCurve;  
10. **import** java.util.Map;  
11.   
12. **import** org.junit.Test;  
13.   
14. /\*\* 
15.  \*  
16.  \* @author 梁栋 
17.  \* @version 1.0 
18.  \* @since 1.0 
19.  \*/  
20. **public** **class** ECCCoderTest \{  
21.   
22.     @Test  
23.     **public** **void** test() **throws** Exception \{  
24.         String inputStr = "abc";  
25.         **byte**\[\] data = inputStr.getBytes();  
26.   
27.         Map<String, Object> keyMap = ECCCoder.initKey();  
28.   
29.         String publicKey = ECCCoder.getPublicKey(keyMap);  
30.         String privateKey = ECCCoder.getPrivateKey(keyMap);  
31.         System.err.println("公钥: \\n" + publicKey);  
32.         System.err.println("私钥： \\n" + privateKey);  
33.   
34.         **byte**\[\] encodedData = ECCCoder.encrypt(data, publicKey);  
35.   
36.         **byte**\[\] decodedData = ECCCoder.decrypt(encodedData, privateKey);  
37.   
38.         String outputStr = **new** String(decodedData);  
39.         System.err.println("加密前: " + inputStr + "\\n\\r" + "解密后: " + outputStr);  
40.         assertEquals(inputStr, outputStr);  
41.     \}  
42. \}

控制台输出：

Console代码   [![收藏代码][icon_star.png]][icon_star.png 1]

1.  公钥:   
2.  MEAwEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEAAEDLAAEAv4TwFN7vBGsqgfXk95ObV5clO7oAokHD7BdOP9YMh8u  
3.  gAU21TjM2qPZ  
4.    
5.  私钥：   
6.  MDICAQAwEAYHKoZIzj0CAQYFK4EEAAEEGzAZAgEBBBTYJsR3BN7TFw7JHcAHFkwNmfil7w==  
7.    
8.  加密前: abc  
9.    
10. 解密后: abc  
11.

[icon_sad.gif]: /images/20220618/e0c8dd5d1cdc4681a41591478b9bd0e3.png
[icon_smile.gif]: http://snowolf.iteye.com/images/smiles/icon_smile.gif
[icon_biggrin.gif]: /images/20220618/1ecd7c8819c34895a290c756e94fbbbd.png
[Java]: http://snowolf.iteye.com/blog/379860
[icon_star.png]: http://snowolf.iteye.com/images/icon_star.png
[icon_star.png 1]: /images/20220618/6c1b3e3605684a4c9a925a5923e6c460.png