加密之数字证书和PFX信息交换
目录1 数字证书1.1 制作证书1.1.1 生成keyStroe文件1.1.2 生成自签名证书1.2 实际操作1.2.1 获取公钥1.2.1.1 通过流式获取公钥1.2.1.2 通过文本文件获取公钥1.2.2 获取私钥1.2.2.1 知道别名获取私钥1.2.2.2 不知道别名获取私钥1.2.2.3 获取私钥时异常UnrecoverableKeyException1.2.2.3.1 把密码修改为一致密码1.2.2.3.2 不同密码不同处理1.2.3 加密解密1.2.3.1 私钥加密解密1.2.3.2 公钥加密解密1.2.4 验签加签1.2.5 验证证书有效期1.2.5.1 验证公钥有效期1.2.5.2 验证私钥钥有效期1.2.6 结果验证2 PFX(，p12)&信息交换文件2.1 问题引入2.2 解决方案
1 数字证书
在构建Java代码实现前，我们需要完成证书的制作。
1.1 制作证书
1.1.1 生成keyStroe文件
Keytool 是一个Java数据证书的管理工具 ,Keytool 将密钥（key）和证书（certificates）存在一个称为keystore的文件中，在keystore里，包含两种数据： 密钥实体（Key entity）——密钥（secret key）又或者是私钥和配对公钥（采用非对称加密）
在命令行下执行以下命令：
keytool -genkeypair -validity 36000 -alias www.zlex.org -keyalg RSA -keystore d:\zlex.keystore
其中，命令中的参数：
genkeypair：表示生成密钥
validity：指定证书有效期，这里是36000天
alias：指定别名，这里是www.zlex.org，keystore都关联这一个独一无二的alias，这个alias通常不区分大小写，默认值为mykey
keyalg：指定算法，这里是RSA
keystore：指定存储位置，这里是d:\zlex.keystore
storetype：密钥库类型，SUN默认指定的是JKS，可以人为修改
在这里我使用的密码为 123456
控制台输出：
输入keystore密码：
再次输入新密码:
您的名字与姓氏是什么？
[Unknown]： www.zlex.org
您的组织单位名称是什么？
[Unknown]： zlex
您的组织名称是什么？
[Unknown]： zlex
您所在的城市或区域名称是什么？
[Unknown]： BJ
您所在的州或省份名称是什么？
[Unknown]： BJ
该单位的两字母国家代码是什么
[Unknown]： CN
CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN 正确吗？
[否]： Y
输入
（如果和 keystore 密码相同，按回车）：
再次输入新密码:
这时，在D盘下会生成一个zlex.keystore的文件
1.1.2 生成自签名证书
只有keyStore文件是不够的，还需要证书文件，证书才是直接提供给外界使用的公钥凭证。
导出证书：
keytool -exportcert -keystore d:\zlex.keystore -alias www.zlex.org -file d:\zlex.cer -rfc
其中，命令中的参数：
exportcert：指定为导出操作
keystore：指定keystore文件
alias：指定导出keystore文件中的别名
file：指向导出路径
rfc：以文本格式输出，也就是以BASE64编码输出
这里的密码是 123456
控制台输出：
输入keystore密码：
保存在文件中的认证
当然，使用是需要导入证书的！
在jdk1.6时
export改名为exportcert
genkey改名为genkeypair
但同时也支持原来的命令参数
1.2 实际操作
公私钥，一般是私钥自己拥有，公钥对外暴露
公私钥在加密解密方面使用：
公钥：加密，保证信息的隐私
私钥：解密
公私钥在加签验签方面使用：
公钥：验签
私钥：加签，为了验证发送方是否正确
用到的常量
/**
* Java密钥库(Java Key Store，JKS)KEY_STORE
*/
public static final String KEY_STORE = "JKS";
public static final String X509 = "X.509";
static BASE64Decoder de = new BASE64Decoder();
static BASE64Encoder en = new BASE64Encoder();
1.2.1 获取公钥
1.2.1.1 通过流式获取公钥
/**
* 由Certificate获得公钥
*/
private static PublicKey getPublicKey(String certificatePath)throws Exception {
CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
FileInputStream in = new FileInputStream(certificatePath);
Certificate certificate = certificateFactory.generateCertificate(in);
in.close();
PublicKey key = certificate.getPublicKey();
return key;
}
或者如下代码也是通过流式获取的，并验签
public static void main(String[] args) throws Exception {
Certificate certificate = null;
try {
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("请求的证书类型的名称");
FileInputStream bais = new FileInputStream("C:\\Users\\dell\\Desktop\\public.cer");
certificate = cf.generateCertificate(bais);
PublicKey publicKey = certificate.getPublicKey();
String data = "验签原始字符串";
String signData="私钥加签后签文";
//验签
Signature sign = Signature.getInstance("请求算法的标准名称");
sign.initVerify(publicKey);
sign.update(data.getBytes());
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
boolean verfiy = sign.verify(decoder.decodeBuffer(signData));
System.out.println("响应》》》》》验签结果》》》》》》》》:" + verfiy);
} catch (CertificateException e) {
e.printStackTrace();
}
}
1.2.1.2 通过文本文件获取公钥
public static void main(String[] args) throws Exception{
String merCert = "-----BEGIN CERTIFICATE-----" +
"公钥证书文件"+
"-----END CERTIFICATE-----";
merCert = merCert.trim().replaceAll("-----BEGIN CERTIFICATE-----", "").replaceAll("-----END CERTIFICATE-----", "");
try {
BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
byte[] byteCert = decoder.decodeBuffer(merCert);
ByteArrayInputStream bain = new ByteArrayInputStream(byteCert);
CertificateFactory cf = CertificateFactory.getInstance("请求的证书类型的名称");
Certificate certificate = cf.generateCertificate(bain);
PublicKey publicKey = certificate.getPublicKey();
String data = "验签原始字符串";
String signData="私钥加签后签文";
//验签
Signature sign = Signature.getInstance("请求算法的标准名称");
sign.initVerify(publicKey);
sign.update(data.getBytes());
boolean verfiy = sign.verify(decoder.decodeBuffer(signData));
System.out.println("响应》》》》》验签结果》》》》》》》》:" + verfiy);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
1.2.2 获取私钥
1.2.2.1 知道别名获取私钥
private static PrivateKey getPrivateKey(String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");
ks.load(is, password.toCharArray());
is.close();
PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());
return key;
}
1.2.2.2 不知道别名获取私钥
public static void main(String[] args) throws Exception {
//加载私钥 根据路径读取私钥
InputStream key = new FileInputStream("C:\\Users\\dell\\Desktop\\test.pfx");
//密钥存储类型 Java加密体系结构标准算法名称文档有关标准密钥库类型的信息
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("PKCS12");
try{//加载私钥 流和密码
ks.load(key, "test".toCharArray());
}finally{
key.close();
}
PrivateKey privateKey = null;
Enumeration
while (keyAlias.hasMoreElements()) {
String nextElement = keyAlias.nextElement();
System.out.println("keyAlias.nextElement()=" + nextElement);
boolean keyEntryFlag = ks.isKeyEntry(nextElement);
System.out.println("keyAlias.nextElement().isKeyEntry=" + keyEntryFlag);
if (keyEntryFlag) {
privateKey = (PrivateKey) ks.getKey(nextElement, "test".toCharArray());
break;
}
}
}
1.2.2.3 获取私钥时异常UnrecoverableKeyException
注意：如果如下两出密码不同会报错：java.security.UnrecoverableKeyException: Cannot recover key
图中的密码一是密钥库keystore密码，密码二是别名密码
1.2.2.3.1 把密码修改为一致密码
把密码修改为一致密码即密钥库密码和别名密码用的一致
这时候就修改别名密码：
keytool -keystore d:\test.keystore -storepass 123456 -keypasswd -alias test -keypass 456789 -new 123456
其中，命令中的参数：
keystore：指定keystore文件
storepass：密钥库密码
keypasswd：更改条目的密钥口令
alias：密钥别名
keypass ：旧的别名密码
new ：新的别名密码
1.2.2.3.2 不同密码不同处理
一般在获取私钥时会报这个错误java.security.UnrecoverableKeyException: Cannot recover key，那么就在获取时处理这个密码错误
解决方法：在获取密码库keystore时用keystore密码，通过别名获取私钥时就用别名密码
如下：
private static PrivateKey getPrivateKey(String keyStorePath, String alias, String password) throws Exception {
FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");
ks.load(is, "密钥库密码".toCharArray());
is.close();
PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(alias, "别名密码".toCharArray());
return key;
}
1.2.3 加密解密
1.2.3.1 私钥加密解密
/**
* 私钥加密
*/
public static String encryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,String alias, String password) throws Exception {
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
return en.encode(cipher.doFinal(data));
}
/**
* 私钥解密
*/
public static String decryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,String alias, String password) throws Exception {
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
return new String(cipher.doFinal(data));
}
1.2.3.2 公钥加密解密
/**
* 公钥加密
*/
public static String encryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)throws Exception {
// 取得公钥
PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
return en.encode(cipher.doFinal(data));
}
/**
* 公钥解密
*/
public static String decryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)throws Exception {
// 取得公钥
PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);
// 对数据加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);
return new String(cipher.doFinal(data));
}
1.2.4 验签加签
public static String sign(byte[] sign, String keyStorePath, String alias,String password) throws Exception {
// 获得证书
FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);
KeyStore ks = KeyStore.getInstance("JKS");
ks.load(is, password.toCharArray());
is.close();
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) ks.getCertificate(alias);
// 取得私钥
PrivateKey privateKey = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());
// 构建签名
Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate.getSigAlgName());
signature.initSign(privateKey);
signature.update(sign);
return en.encode(signature.sign());
}
/**
* 验证签名
*/
public static boolean verify(byte[] data, String sign,String certificatePath) throws Exception {
// 获得证书
CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory.getInstance("X.509");
FileInputStream in = new FileInputStream(certificatePath);
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate)certificateFactory.generateCertificate(in);
in.close();
// 获得公钥
PublicKey publicKey = x509Certificate.getPublicKey();
// 构建签名
Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate.getSigAlgName());
signature.initVerify(publicKey);
signature.update(data);
return signature.verify(de.decodeBuffer(sign));
}
1.2.5 验证证书有效期
1.2.5.1 验证公钥有效期
/**
* 验证Certificate是否过期或无效
*/
public static boolean verifyCertificate(String certificatePath) {
boolean status = true;
try {
// 取得证书
Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);
// 验证证书是否过期或无效
status = verifyCertificate(new Date(), certificate);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
/**
* 验证证书是否过期或无效
*/
private static boolean verifyCertificate(Date date, Certificate certificate) {
boolean status = true;
try {
X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) certificate;
x509Certificate.checkValidity(date);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
1.2.5.2 验证私钥钥有效期
/**
* 验证Certificate
*/
public static boolean verifyCertificate(Date date, String keyStorePath,String alias, String password) {
boolean status = true;
try {
Certificate certificate = getCertificate(keyStorePath, alias,password);
status = verifyCertificate(date, certificate);
} catch (Exception e) {
status = false;
}
return status;
}
/**
* 验证Certificate
*/
public static boolean verifyCertificate(String keyStorePath, String alias,String password) {
return verifyCertificate(new Date(), keyStorePath, alias, password);
}
1.2.6 结果验证
private static String password = "123456";
private static String alias = "test";
private static String certificatePath = "e:/test.cer";
private static String keyStorePath = "e:/test.keystore";
public static void main(String[] args) throws Exception{
System.err.println("公钥加密——私钥解密");
String inputStr = "Ceritifcate";
byte[] data = inputStr.getBytes();
String encrypt = encryptByPublicKey(data,certificatePath);
String decrypt = decryptByPrivateKey(de.decodeBuffer(encrypt),keyStorePath, alias, password);
System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" +"加密中: " + encrypt + "\n\r"+ "解密后: " + decrypt);
System.err.println("公钥加密——私钥解密");
System.err.println("私钥加密——公钥解密");
String inputStr_new = "sign";
byte[] data_new = inputStr_new.getBytes();
String encodedData = encryptByPrivateKey(data_new,keyStorePath, alias, password);
String decodedData = decryptByPublicKey(de.decodeBuffer(encodedData),certificatePath);
System.err.println("加密前: " + inputStr_new + "\n\r" +"加密中: " + encodedData + "\n\r"+ "解密后: " + decodedData);
System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");
// 产生签名
String sign = sign(de.decodeBuffer(encodedData), keyStorePath, alias,password);
System.err.println("签名:\r\n" + sign);
// 验证签名
boolean status = verify(de.decodeBuffer(encodedData),sign,certificatePath);
System.err.println("状态:\r\n" + status);
}
2 PFX(，p12)&信息交换文件
2.1 问题引入
JKS和PKCS#12都是比较常用的两种密钥库格式/标准。对于前者，搞Java开发，尤其是接触过HTTPS平台的朋友，并不陌生。JKS文件（通常为*.jks或*.keystore，扩展名无关）可以通过Java原生工具——KeyTool生成；而后者PKCS#12文件（通常为*.p12或*.pfx，意味个人信息交换文件），则是通过更为常用的OpenSSL工具产生。
当然，这两者之间是可以通过导入/导出的方式进行转换的！当然，这种转换需要通过KeyTool工具进行！
假如有个*.pfx文件，需要他们从中提取密钥，然后进行加密交互。但是，Java原生的密钥库文件格式为JKS，如何操作*.pfx文件？密钥库操作需要获知密钥库别名，*.pfx别名是什么？！接下来就解决这些问题！
2.2 解决方案
方案：
通过keytool密钥库导入命令importkeystore，将密钥库格式由PKCS#12转换为JKS。
检索新生成的密钥库文件，提取别名信息。
由密钥库文件导出数字证书（这里将用到别名）。
通过代码提取公钥/私钥、签名算法等
实际操作：
keytool -importkeystore -v -srckeystore zlex.pfx -srcstoretype pkcs12 -srcstorepass 123456 -destkey
store zlex.keystore -deststoretype jks -deststorepass 123456
importkeystore:导入密钥库，通过格式设定，我们可以将PKCS#12文件转换为JKS格式。
v:显示详情
srckeystore:源密钥库，这里是zlex.pfx
srcstoretype:源密钥库格式，这里为pkcs12
srcstorepass:源密钥库密码，这里为123456
destkeystore:目标密钥库，这里为zlex.keystore
deststoretype:目标密钥库格式，这里为jks，默认值也如此
deststorepass:目标密钥库密码，这里为123456
通过这个操作，我们能够获得所需的密钥库文件zlex.keystore
这时，我们已经获得了密钥库文件，只要确定对应的别名信息，就可以提取公钥/私钥，以及数字证书，进行加密交互了
查看证书，以及证书别名
keytool -list -keystore zlex.keystore -storepass 123456 -v
list:列举密钥库
keystore:密钥库，这里是zlex.keystore
storepass:密钥库密码，这里是123456
v:显示详情
这里需要细致观察一下别名信息！！！就是红框中的数字1
现在，我们把证书导出！
keytool -exportcert -alias 1 -keystore zlex.keystore -file zlex.crt -storepass 123456
现在证书也导出了，我们可以提取公钥/私钥，进行加密/解密，签名/验证操作了！当然，即便没有证书，我们也能够通过密钥库（JKS格式）文件获得证书，以及公钥/私钥、签名算法等
剩下的就和上面的一样了
Read More