數(shù)字簽名技術(shù) - RSA數(shù)字簽名技術(shù)

RSA算法不僅是非對稱加密算法，也是數(shù)字簽名算法中的主力軍，和MD、SHA系列算法結(jié)合，產(chǎn)生數(shù)字簽名算法。

算法系列

RSA數(shù)字簽名技術(shù)可以分為MD和SHA系列量大類，數(shù)字簽名技術(shù)本身就是信息摘要和非對稱加密技術(shù)的結(jié)合。

• MD系列包括：MD2withRSA、MD5withRSA
• SHA系列包括：SHA1withRSA、SHA224withRSA、SHA256withRSA、SHA384withRSA、SHA512withRSA五種。

這些算法的密鑰長度都在512-65535位之間，必須是64的倍數(shù)。產(chǎn)生的簽名長度和密鑰長度一致。

算法基本過程

• 將數(shù)據(jù)使用摘要算法計算摘要（hash值）；
• 使用私鑰對摘要進行加密；
• 將加密數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)一起傳輸；
• 接收方對原始數(shù)據(jù)（要保持原始數(shù)據(jù)的序列一致性，約定好）計算摘要;
• 使用公鑰解密簽名串，比較二者Hash值是否一致；

Java中的算法實現(xiàn)

Java中不僅僅實現(xiàn)了RSA算法，還實現(xiàn)了RSA數(shù)字簽名算法，JDK僅提供了MD2withRSA、MD5withRSA和SHA1withRSA三種數(shù)字簽名算法。

JDK中對三種算法的默認密鑰長度為1024

示例代碼：

public class SignatureTest {

    public static final String SIGN_ALGORITHM = "MD5withRSA";
    private static final String KEY_ALGORITHM = "RSA";
    private static final int KEY_SIZE = 512;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        KeyPair keyPair = initKey();
        String input = "Sign Me";
        
        byte[] sign = sign(input.getBytes(), keyPair.getPrivate().getEncoded());
        boolean verify = verify(input.getBytes(), sign, keyPair.getPublic().getEncoded());

        String msg = String.format("原始數(shù)據(jù): %s , Sign : %s , Verify : %s", input, toBase64(sign), verify);
        System.out.println(msg);
        // 從二進制位角度看,sign的長度和密鑰長度一致
        System.out.println("Sign Size : " + (sign.length * 8) + " Key Size : " + KEY_SIZE);
    }

    public static KeyPair initKey() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGr = KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        keyPairGr.initialize(KEY_SIZE);
        KeyPair keyPair = keyPairGr.generateKeyPair();
        return keyPair;
    }

    public static byte[] sign(byte[] data, byte[] privateKey) throws Exception {
        // 將byte[]的key格式化回來
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PrivateKey priKey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        // 獲取算法實例并初始化
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGN_ALGORITHM);
        signature.initSign(priKey);
        signature.update(data);
        byte[] sign = signature.sign();
        return sign;
    }

    public static boolean verify(byte[] data, byte[] sign, byte[] publicKey) throws Exception {
        // 獲取算法實例并初始化
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(publicKey);
        KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        PublicKey pubKey = keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGN_ALGORITHM);
        signature.initVerify(pubKey);
        signature.update(data);
        // 驗證數(shù)據(jù)和簽名是否一致,放否認,放篡改
        boolean verify = signature.verify(sign);
        return verify;
    }

    public static String toBase64(byte[] data) {
        return new String(Base64.getEncoder().encode(data));
    }

}