Java加密技術（七）——非對稱加密算法最高級ECC

時間 2019-11-13

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Java加密技術（七）——非對稱加密算法最高級ECC

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Java／Securityjava

ECC
ECC-Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學，是目前已知的公鑰體制中，對每比特所提供加密強度最高的一種體制。在軟件註冊保護方面起到很大的做用，通常的序列號一般由該算法產生。
當我開始整理《Java加密技術（二）》的時候，我就已經在開始研究ECC了，可是關於Java實現ECC算法的資料實在是太少了，不管是國內仍是國外的資料，不管是官方仍是非官方的解釋，最終只有一種答案——ECC算法在jdk1.5後加入支持，目前僅僅只能完成密鑰的生成與解析。若是想要得到ECC算法實現，須要調用硬件完成加密/解密（ECC算法至關耗費資源，若是單純使用CPU進行加密/解密，效率低下），涉及到Java Card領域，PKCS#11。其實，PKCS#11配置很簡單，但缺少硬件設備，沒法嘗試！

儘管如此，我照舊提供相應的Java實現代碼，以供你們參考。

經過java代碼實現以下：Coder類見 Java加密技術（一）
安全

Java代碼 ide

import java.math.BigInteger; 測試
import java.security.Key; 編碼
import java.security.KeyFactory; 加密
import java.security.interfaces.ECPrivateKey; spa
import java.security.interfaces.ECPublicKey; 3d
import java.security.spec.ECFieldF2m; code
import java.security.spec.ECParameterSpec;
import java.security.spec.ECPoint;
import java.security.spec.ECPrivateKeySpec;
import java.security.spec.ECPublicKeySpec;
import java.security.spec.EllipticCurve;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.NullCipher;
import sun.security.ec.ECKeyFactory;
import sun.security.ec.ECPrivateKeyImpl;
import sun.security.ec.ECPublicKeyImpl;
/**
* ECC安全編碼組件
*
* @author 樑棟
* @version 1.0
* @since 1.0
*/
public abstract class ECCCoder extends Coder {
public static final String ALGORITHM = "EC";
private static final String PUBLIC_KEY = "ECCPublicKey";
private static final String PRIVATE_KEY = "ECCPrivateKey";
/**
* 解密<br>
* 用私鑰解密
*
* @param data
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt(byte[] data, String key) throws Exception {
// 對密鑰解密
byte[] keyBytes = decryptBASE64(key);
// 取得私鑰
PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = ECKeyFactory.INSTANCE;
ECPrivateKey priKey = (ECPrivateKey) keyFactory
.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
ECPrivateKeySpec ecPrivateKeySpec = new ECPrivateKeySpec(priKey.getS(),
priKey.getParams());
// 對數據解密
// TODO Chipher不支持EC算法未能實現
Cipher cipher = new NullCipher();
// Cipher.getInstance(ALGORITHM, keyFactory.getProvider());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, priKey, ecPrivateKeySpec.getParams());
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 加密<br>
* 用公鑰加密
*
* @param data
* @param privateKey
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encrypt(byte[] data, String privateKey)
throws Exception {
// 對公鑰解密
byte[] keyBytes = decryptBASE64(privateKey);
// 取得公鑰
X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory keyFactory = ECKeyFactory.INSTANCE;
ECPublicKey pubKey = (ECPublicKey) keyFactory
.generatePublic(x509KeySpec);
ECPublicKeySpec ecPublicKeySpec = new ECPublicKeySpec(pubKey.getW(),
pubKey.getParams());
// 對數據加密
// TODO Chipher不支持EC算法未能實現
Cipher cipher = new NullCipher();
// Cipher.getInstance(ALGORITHM, keyFactory.getProvider());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, pubKey, ecPublicKeySpec.getParams());
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* 取得私鑰
*
* @param keyMap
* @return
* @throws Exception
*/
public static String getPrivateKey(Map<String, Object> keyMap)
throws Exception {
Key key = (Key) keyMap.get(PRIVATE_KEY);
return encryptBASE64(key.getEncoded());
}
/**
* 取得公鑰
*
* @param keyMap
* @return
* @throws Exception
*/
public static String getPublicKey(Map<String, Object> keyMap)
throws Exception {
Key key = (Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
return encryptBASE64(key.getEncoded());
}
/**
* 初始化密鑰
*
* @return
* @throws Exception
*/
public static Map<String, Object> initKey() throws Exception {
BigInteger x1 = new BigInteger(
"2fe13c0537bbc11acaa07d793de4e6d5e5c94eee8", 16);
BigInteger x2 = new BigInteger(
"289070fb05d38ff58321f2e800536d538ccdaa3d9", 16);
ECPoint g = new ECPoint(x1, x2);
// the order of generator
BigInteger n = new BigInteger(
"5846006549323611672814741753598448348329118574063", 10);
// the cofactor
int h = 2;
int m = 163;
int[] ks = { 7, 6, 3 };
ECFieldF2m ecField = new ECFieldF2m(m, ks);
// y^2+xy=x^3+x^2+1
BigInteger a = new BigInteger("1", 2);
BigInteger b = new BigInteger("1", 2);
EllipticCurve ellipticCurve = new EllipticCurve(ecField, a, b);
ECParameterSpec ecParameterSpec = new ECParameterSpec(ellipticCurve, g,
n, h);
// 公鑰
ECPublicKey publicKey = new ECPublicKeyImpl(g, ecParameterSpec);
BigInteger s = new BigInteger(
"1234006549323611672814741753598448348329118574063", 10);
// 私鑰
ECPrivateKey privateKey = new ECPrivateKeyImpl(s, ecParameterSpec);
Map<String, Object> keyMap = new HashMap<String, Object>(2);
keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
return keyMap;
}
}

請注意上述代碼中的TODO內容，再次提醒注意，Chipher不支持EC算法，以上代碼僅供參考。Chipher、Signature、KeyPairGenerator、KeyAgreement、SecretKey均不支持EC算法。爲了確保程序可以正常執行，咱們使用了NullCipher類，驗證程序。

照舊提供一個測試類：

Java代碼