Java 密码学 - 创建签名

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数字签名使我们能够验证签名的作者、日期和时间，验证消息内容。它还包括用于附加功能的身份验证功能。

数字签名的优点

在本节中，我们将了解需要使用数字签名的不同原因。对通信实施数字签名有几个原因 -

验证

数字签名有助于验证消息来源。例如，如果银行的分支机构向中央办公室发送消息，请求更改帐户余额。如果中央办公室无法验证该消息是从授权来源发送的，那么执行此类请求可能会是一个严重的错误。

正直

一旦消息被签名，消息中的任何更改都会使签名失效。

不可否认性

根据此属性，任何已签署某些信息的实体以后都不能否认已签署该信息。

创建数字签名

现在让我们学习如何创建数字签名。您可以按照下面给出的步骤使用 Java 创建数字签名。

第 1 步：创建 KeyPairGenerator 对象

KeyPairGenerator类提供getInstance()方法，该方法接受表示所需密钥生成算法的 String 变量，并返回生成密钥的 KeyPairGenerator 对象。

使用getInstance()方法创建KeyPairGenerator对象，如下所示。

//Creating KeyPair generator object
KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");

步骤 2：初始化 KeyPairGenerator 对象

KeyPairGenerator类提供了一个名为initialize()的方法，该方法用于初始化密钥对生成器。此方法接受表示密钥大小的整数值。

使用initialize()方法初始化在上一步中创建的KeyPairGenerator 对象，如下所示。

//Initializing the KeyPairGenerator
keyPairGen.initialize(2048);

第 3 步：生成 KeyPairGenerator

您可以使用generateKeyPair()方法生成KeyPair。使用generateKeyPair()方法生成密钥对，如下所示。

//Generate the pair of keys
KeyPair pair = keyPairGen.generateKeyPair();

步骤 4：从配对中获取私钥

您可以使用getPrivate()方法从生成的 KeyPair 对象中获取私钥。

使用getPrivate()方法获取私钥，如下所示。

//Getting the private key from the key pair
PrivateKey privKey = pair.getPrivate();   

第5步：创建签名对象

Signature类的getInstance ()方法接受表示所需签名算法的字符串参数，并返回相应的 Signature 对象。

使用getInstance()方法创建 Signature 类的对象。

//Creating a Signature object
Signature sign = Signature.getInstance("SHA256withDSA");

第6步：初始化Signature对象

Signature 类的 initSign() 方法接受PrivateKey对象并初始化当前 Signature 对象。

使用initSign()方法初始化在上一步中创建的 Signature 对象，如下所示。

//Initialize the signature
sign.initSign(privKey);

步骤 7：将数据添加到 Signature 对象

Signature 类的update ()方法接受表示要签名或验证的数据的字节数组，并使用给定的数据更新当前对象。

通过将要签名的数据以字节数组的形式传递给update()方法来更新初始化的 Signature 对象，如下所示。

byte[] bytes = "Hello how are you".getBytes();      

//Adding data to the signature
sign.update(bytes);

第8步：计算签名

Signature类的sign ()方法返回更新数据的签名字节。

使用sign()方法计算签名，如下所示。

//Calculating the signature
byte[] signature = sign.sign();

例子

以下 Java 程序接受来自用户的消息并为给定消息生成数字签名。

import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Signature;
import java.util.Scanner;

public class CreatingDigitalSignature {
   public static void main(String args[]) throws Exception {
      //Accepting text from user
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      System.out.println("Enter some text");
      String msg = sc.nextLine();
      
      //Creating KeyPair generator object
      KeyPairGenerator keyPairGen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA");
      
      //Initializing the key pair generator
      keyPairGen.initialize(2048);
      
      //Generate the pair of keys
      KeyPair pair = keyPairGen.generateKeyPair();
      
      //Getting the private key from the key pair
      PrivateKey privKey = pair.getPrivate();
      
      //Creating a Signature object
      Signature sign = Signature.getInstance("SHA256withDSA");
      
      //Initialize the signature
      sign.initSign(privKey);
      byte[] bytes = "msg".getBytes();
      
      //Adding data to the signature
      sign.update(bytes);
      
      //Calculating the signature
      byte[] signature = sign.sign();
      
      //Printing the signature
      System.out.println("Digital signature for given text: "+new String(signature, "UTF8"));
   }
}

输出

上述程序生成以下输出 -

Enter some text
Hi how are you
Digital signature for given text: 0=@gRD???-?.???? /yGL?i??a!?