Keytool JKS RSA

JKS 文件是一个 Java 中的密钥管理库。

JKS 文件就像一个仓库，可以放很多的东西（密钥）。

• 仓库当然会有一把锁（JKS 文件的密码），防范别人随便乱拿。
• 仓库里面存放的密钥也各有不同，每个密钥都有一个名字（别名）。
• 密钥对包含公钥和私钥。公钥只要能进入仓库就可以查看，私钥则是有密码的，只允许有权限的人查看。

Keytool 是一个 JAVA 环境下的安全钥匙与证书的管理工具。

Keytool 将密钥（key）和证书（certificates）存在一个称为 keystore 的文件(受密码保护)中。

在 keystore 里，包含两种数据： 

• 密钥实体（Key entity）——密钥（secretkey）又或者是私钥和配对公钥（采用非对称加密）
• 可信任的证书实体（trustedcertificate entries）——只包含公钥

生成 JKS 文件

keytool -genkeypair -keyalg RSA -keysize 1024 -validity 365 -dname "CN=spdb, OU=spdb,O=spdb, L=shanghai, ST=shanghai, C=CN" -alias csii_key -keypass 888888 -keystore csii.jks -storepass 123456

会在当前目录下生成 csii.jks 文件
CN=(名字与姓氏), OU=(组织单位名称), O=(组织名称), L=(城市或区域名称),ST=(州或省份名称), C=(国家名称)

keytool -genkeypair -help

keytool -genkeypair [OPTION]...

生成密钥对

选项:

 -alias <alias>                  要处理的条目的别名
 -keyalg <keyalg>                密钥算法名称
 -keysize <keysize>              密钥位大小
 -sigalg <sigalg>                签名算法名称
 -destalias <destalias>          目标别名
 -dname <dname>                  唯一判别名
 -startdate <startdate>          证书有效期开始日期/时间
 -ext <value>                    X.509 扩展
 -validity <valDays>             有效天数
 -keypass <arg>                  密钥口令
 -keystore <keystore>            密钥库名称
 -storepass <arg>                密钥库口令
 -storetype <storetype>          密钥库类型
 -providername <providername>    提供方名称
 -providerclass <providerclass>  提供方类名
 -providerarg <arg>              提供方参数
 -providerpath <pathlist>        提供方类路径
 -v                              详细输出
 -protected                      通过受保护的机制的口令

使用 "keytool -help" 获取所有可用命令

读取 JKS 文件信息

keytool -list -v -keystore csii.jks -storepass 123456

导出 JKS 公钥到文件中

keytool -export -alias csii_key -keystore csii.jks -storepass 123456 -file csii.cer

会生成 csii.cer 文件

将公钥导入客户端密钥库中

keytool -import -alias csii_key -file csii.cer -keystore csii_pub.jks -storepass 123456

会生成 csii_pub.jks 文件

使用

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.KeyStore;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;

import org.junit.Test;

public class AppTest {
    
    @Test
    public void test2() throws Exception {
        // 使用私钥签名
        File certJks = new File("D:\test\logs\cert.jks");
        String alias = "moco";
        String storePass = "mocohttps";
        String keyPass = "mocohttps";
        try (InputStream is = new FileInputStream(certJks)) {
            KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance("JKS");
            keyStore.load(is, storePass.toCharArray());
            PrivateKey pk = (PrivateKey) keyStore.getKey(alias, keyPass.toCharArray());
            Signature dsa = Signature.getInstance("MD5withRSA");
            dsa.initSign(pk);
            String data = "将中国加密";
            dsa.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            byte[] sig = dsa.sign();
            String hexStr = bytesToHexString(sig);
            System.out.println(hexStr);
            
            // 使用公钥验签
            PublicKey pubKey = keyStore.getCertificate(alias).getPublicKey();
            Signature dsa1 = Signature.getInstance("MD5withRSA");
            dsa1.initVerify(pubKey);
            dsa1.update(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            byte[] _sig = hexStringToBytes(hexStr);
            System.out.println(dsa1.verify(_sig));
        }
    }
    

    public String bytesToHexString(byte[] src) {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder("");
        if (src == null || src.length <= 0) {
            return null;
        }
        for (int i = 0; i < src.length; i++) {
            int v = src[i] & 0xFF;
            String hv = Integer.toHexString(v);
            if (hv.length() < 2) {
                stringBuilder.append(0);
            }
            stringBuilder.append(hv);
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

    public byte[] hexStringToBytes(String hexString) {
        if (hexString == null || hexString.equals("")) {
            return null;
        }
        hexString = hexString.toUpperCase();
        int length = hexString.length() / 2;
        char[] hexChars = hexString.toCharArray();
        byte[] d = new byte[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int pos = i * 2;
            d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1]));
        }
        return d;
    }

    private byte charToByte(char c) {
        return (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
    }
}

RSA生成密钥对及加密解密

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.Key;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.SecureRandom;

import javax.crypto.Cipher;

import com.creval.common.utils.SystemPath;

import sun.misc.BASE64Decoder;
import sun.misc.BASE64Encoder;

/**
 * 该算法于1977年由美国麻省理工学院MIT(Massachusetts Institute of Technology) 的Ronal
 * Rivest，Adi Shamir和Len Adleman三位年轻教授提出，并以三人的姓氏
 * Rivest，Shamir和Adlernan命名为RSA算法，是一个支持变长密钥的公共密钥算法， 需要加密的文件快的长度也是可变的!
 * 所谓RSA加密算法，是世界上第一个非对称加密算法，也是数论的第一个实际应用。它的算法如下：
 * 1.找两个非常大的质数p和q（通常p和q都有155十进制位或都有512十进制位） 并计算n=pq，k=(p-1)(q-1)。
 * 2.将明文编码成整数M，保证M不小于0但是小于n。 3.任取一个整数e，保证e和k互质，而且e不小于0但是小于k。加密钥匙（称作公钥）是(e, n)。
 * 4.找到一个整数d，使得ed除以k的余数是1（只要e和n满足上面条件，d肯定存在）。 解密钥匙（称作密钥）是(d, n)。 加密过程：
 * 加密后的编码C等于M的e次方除以n所得的余数。 解密过程： 解密后的编码N等于C的d次方除以n所得的余数。 只要e、d和n满足上面给定的条件。M等于N。
 * 
 * @author lenovo
 */
public class RSAEncrypt {
    /** 指定加密算法为DESede */
    private String ALGORITHM = "RSA";
    /** 指定key的大小 */
    private int KEYSIZE = 1024;
    /** 指定公钥存放文件 */
    private final String PUBLIC_KEY_FILE = Paths.get(SystemPath.sysPath, "PublicKey").toString();
    /** 指定私钥存放文件 */
    private final String PRIVATE_KEY_FILE = Paths.get(SystemPath.sysPath, "PrivateKey").toString();

    /**
     * 生成密钥对
     */
    private void generateKeyPair() throws Exception {
        // 公钥与密钥都存在时不生成新的密钥对
        if (Files.exists(Paths.get(PUBLIC_KEY_FILE)) && Files.exists(Paths.get(PRIVATE_KEY_FILE))) {
            return;
        }
        System.out.println("生成新的密钥对!");
        /** RSA算法要求有一个可信任的随机数源 */
        SecureRandom sr = new SecureRandom();
        /** 为RSA算法创建一个KeyPairGenerator对象 */
        KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance(ALGORITHM);
        /** 利用上面的随机数据源初始化这个KeyPairGenerator对象 */
        kpg.initialize(KEYSIZE, sr);
        /** 生成密匙对 */
        KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
        /** 得到公钥 */
        Key publicKey = kp.getPublic();
        /** 得到私钥 */
        Key privateKey = kp.getPrivate();
        /** 用对象流将生成的密钥写入文件 */
        try (FileOutputStream out1 = new FileOutputStream(PUBLIC_KEY_FILE);
                ObjectOutputStream oos1 = new ObjectOutputStream(out1);
                FileOutputStream out2 = new FileOutputStream(PRIVATE_KEY_FILE);
                ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(out2);) {
            oos1.writeObject(publicKey);
            oos2.writeObject(privateKey);
        } catch (Exception e) {
            throw e;
        }
    }

    /**
     * 加密方法 source： 源数据
     */
    public String encrypt(String source) throws Exception {
        generateKeyPair();
        /** 将文件中的公钥对象读出 */
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(PUBLIC_KEY_FILE);
                ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);) {
            Key key = (Key) ois.readObject();
            /** 得到Cipher对象来实现对源数据的RSA加密 */
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
            byte[] b = source.getBytes();
            /** 执行加密操作 */
            byte[] b1 = cipher.doFinal(b);
            BASE64Encoder encoder = new BASE64Encoder();
            return encoder.encode(b1);
        } catch (Exception e) {
            throw e;
        }
    }

    /**
     * 解密算法 cryptograph:密文
     */
    public String decrypt(String cryptograph) throws Exception {
        /** 将文件中的私钥对象读出 */
        try (FileInputStream in = new FileInputStream(PRIVATE_KEY_FILE);
                ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);) {
            Key key = (Key) ois.readObject();
            /** 得到Cipher对象对已用公钥加密的数据进行RSA解密 */
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
            BASE64Decoder decoder = new BASE64Decoder();
            byte[] b1 = decoder.decodeBuffer(cryptograph);
            /** 执行解密操作 */
            byte[] b = cipher.doFinal(b1);
            return new String(b);
        } catch (Exception e) {
            throw e;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String source = null;// 要加密的字符串
        if (args != null && args.length > 0) {
            source = args[0];
        } else {
            System.out.println("用法:java com.creval.modules.dft.util.RSAEncrypt "需要加密的字符串"");
            return;
        }
        RSAEncrypt rsa = new RSAEncrypt();
        System.out.println();
        System.out.println("加密后密文:");
        String cryptograph = rsa.encrypt(source);// 生成的密文
        System.out.println(cryptograph);
        System.out.println("密文长度: " + cryptograph.length());

        System.out.println();
        System.out.println("解密后明文:");
        String target = rsa.decrypt(cryptograph);// 解密密文
        System.out.println(target);
    }
}

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https://my.oschina.net/lhplj/blog/1603887

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/security/StandardNames.html#KeyPairGenerator

https://www.hutool.cn/docs/#/crypto/%E9%9D%9E%E5%AF%B9%E7%A7%B0%E5%8A%A0%E5%AF%86-AsymmetricCrypto

https://gitee.com/jhxxb/MyOauth2/tree/master/AuthorizationServer/src/test/java/security