秘钥交换算法

最新推荐文章于 2024-04-14 14:48:28 发布

lcannal

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分类专栏：代码日常(方便查看) 文章标签：算法 java python

本文链接：https://blog.csdn.net/lcannal/article/details/131667625

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本文展示了如何使用Java编程语言实现Diffie-Hellman(DH)密钥交换协议。Bob和Alice分别生成自己的公钥和私钥，然后通过不安全的通道交换公钥，利用DH算法生成相同的共享密钥，确保通信的安全性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

DH算法是一种密钥交换协议，通信双方通过不安全的信道协商密钥，然后进行对称加密传输。

(1)秘钥交换算法DH

import java.math.BigInteger;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.spec.InvalidKeySpecException;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;

import javax.crypto.KeyAgreement;

public class Main {
	public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, InvalidKeySpecException {
		// Bob和Alice:
        Person bob = new Person("Bob");
        Person alice = new Person("Alice");
        
        // 各自生成KeyPair: 公钥+私钥
        bob.generateKeyPair();
        alice.generateKeyPair();
        
        // 双方交换各自的PublicKey(公钥):
        // Bob根据Alice的PublicKey生成自己的本地密钥(共享公钥):
        bob.generateSecretKey(alice.publicKey.getEncoded());
        
        // Alice根据Bob的PublicKey生成自己的本地密钥(共享公钥):
        alice.generateSecretKey(bob.publicKey.getEncoded());

        // 查看双方的本地密钥是否相同:
        bob.printKeys();
        alice.printKeys();
	}
}

//用户类
class Person {
	public final String name; // 姓名

	// 密钥
	public PublicKey publicKey; // 公钥
	private PrivateKey privateKey; // 私钥
	private byte[] secretKey; // 本地秘钥(共享密钥)

	// 构造方法
	public Person(String name) {
		this.name = name;
	}

	// 生成本地KeyPair:(公钥+私钥)
	public void generateKeyPair() throws NoSuchAlgorithmException {
		//创建DH算法的“秘钥对”生成器
		KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
		kpg.initialize(512);
		
		//生产一个秘钥对
		KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
		this.privateKey =  kp.getPrivate();//私钥
		this.publicKey = kp.getPublic();//公钥
	}

	// 按照 "对方的公钥" => 生成"共享密钥"
	public void generateSecretKey(byte[] receivedPubKeyBytes) throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, InvalidKeyException {
		//从byte[]中获取对方公钥的字节数据
		X509EncodedKeySpec encodedKeySpec = new X509EncodedKeySpec(receivedPubKeyBytes);
		//根据DH算法获取KeyFactory
		KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("DH");
		//通过KeyFactory恢复公钥
		PublicKey pk = kf.generatePublic(encodedKeySpec);
		//创建共享密钥
		KeyAgreement ka = KeyAgreement.getInstance("DH");
		ka.init(this.privateKey);//初始化自己的私钥
		ka.doPhase(pk, true);//加入对方的公钥
		//生成共享密钥
		this.secretKey= ka.generateSecret();
	}

	//输出
	public void printKeys() {
		System.out.printf("Name: %s\n", this.name);
		System.out.printf("Private key: %x\n", new BigInteger(1, this.privateKey.getEncoded()));
		System.out.printf("Public key: %x\n", new BigInteger(1, this.publicKey.getEncoded()));
		System.out.printf("Secret key: %x\n", new BigInteger(1, this.secretKey));
	}
}