Java - пример цифровых подписей

ВAsymmetric Cryptography example мы обсуждали использование пары открытых ключей в криптографии. Another important use of the Public Key Infrastructure is in Digital Signatures. Digital Signatures are the digital equivalent of handwritten signatures with one important difference; they are not unique but come as a product of the message.

Действительная цифровая подпись дает получателю основание полагать, что сообщение было создано известным отправителем (authentication), что отправитель не может отрицать отправку сообщения (non-repudiation) и что сообщение не было изменено в пути (integrity). (Источник:Wikipedia)

1. Создание пары открытого и закрытого ключей

Код для создания пары открытый-закрытый ключ идентичен тому, который используется вAsymmetric Cryptography example, обратитесь к шагу 1 или загрузите исходный код в конце статьи, который включает все источники -GenerateKeys.java

java-digital-signatures-1

2. Подпишите сообщение

Затем мы должны написать наше сообщение и подписать его. Сообщение и подпись могут быть отдельными файлами, но в нашем примере мы добавляем их вList изbyte[] и записываем их какObject в файл.

Message.java

package com.techfou.sender;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Signature;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import javax.swing.JOptionPane;

public class Message {
    private List list;

    //The constructor of Message class builds the list that will be written to the file.
    //The list consists of the message and the signature.
    public Message(String data, String keyFile) throws InvalidKeyException, Exception {
        list = new ArrayList();
        list.add(data.getBytes());
        list.add(sign(data, keyFile));
    }

    //The method that signs the data using the private key that is stored in keyFile path
    public byte[] sign(String data, String keyFile) throws InvalidKeyException, Exception{
        Signature rsa = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
        rsa.initSign(getPrivate(keyFile));
        rsa.update(data.getBytes());
        return rsa.sign();
    }

    //Method to retrieve the Private Key from a file
    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);
    }

    //Method to write the List of byte[] to a file
    private void writeToFile(String filename) throws FileNotFoundException, IOException {
        File f = new File(filename);
        f.getParentFile().mkdirs();
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filename));
        out.writeObject(list);
        out.close();
        System.out.println("Your file is ready.");
    }

    public static void main(String[] args) throws InvalidKeyException, IOException, Exception{
        String data = JOptionPane.showInputDialog("Type your message here");

        new Message(data, "MyKeys/privateKey").writeToFile("MyData/SignedData.txt");
    }
}

Выход:

java-digital-signatures-2

Your file is ready.

java-digital-signatures-3

3. Проверить подпись

У получателя есть файл(he knows it is a List of 2 byte arrays; the message and the signature), и он хочет проверить, что сообщение пришло из ожидаемого источника с предварительно предоставленным открытым ключом.

VerifyMessage.java

package com.techfou.receiver;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.List;

public class VerifyMessage {
    private List list;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    //The constructor of VerifyMessage class retrieves the byte arrays from the File
    //and prints the message only if the signature is verified.
    public VerifyMessage(String filename, String keyFile) throws Exception {
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));
        this.list = (List) in.readObject();
        in.close();

        System.out.println(verifySignature(list.get(0), list.get(1), keyFile) ? "VERIFIED MESSAGE" +
          "\n----------------\n" + new String(list.get(0)) : "Could not verify the signature.");
    }

    //Method for signature verification that initializes with the Public Key,
    //updates the data to be verified and then verifies them using the signature
    private boolean verifySignature(byte[] data, byte[] signature, String keyFile) throws Exception {
        Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
        sig.initVerify(getPublic(keyFile));
        sig.update(data);

        return sig.verify(signature);
    }

    //Method to retrieve the Public Key from a file
    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 static void main(String[] args) throws Exception{
        new VerifyMessage("MyData/SignedData.txt", "MyKeys/publicKey");
    }
}

Выход:

VERIFIED MESSAGE
----------------
Hello from example.com!!

Скачать исходный код

Скачать -digitalsignatures.zip (6 КБ)

TOC

Java - пример цифровых подписей