JAVA加解密19-數字簽名演算法DSA

一、概述
1.DSA是以RSA為基礎形成的
2.java6提供了DSA的實現，但是java6只提供了SHA1withDSA的實現
3.bouncycastle擴充套件提供了其他的DSA實現方式
4.遵循“私鑰簽名，公鑰驗證”的原則
二、模型分析
這個和RSA一樣，只是換了一個演算法而已

三、程式碼分析

package com.ca.test;
import java.security.Key;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Signature;
import java.security.interfaces.DSAPrivateKey;
import java.security.interfaces.DSAPublicKey;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;

/**
 * 常用數字簽名演算法DSA
 * 數字簽名
 * @author kongqz
 * */
public class DSACoder {
    //數字簽名，金鑰演算法
    public static final String KEY_ALGORITHM="DSA";
    
    /**
     * 數字簽名
     * 簽名/驗證演算法
     * */
    public static final String SIGNATURE_ALGORITHM="SHA1withDSA";
    
    /**
     * DSA金鑰長度，RSA演算法的預設金鑰長度是1024
     * 金鑰長度必須是64的倍數，在512到1024位之間
     * */
    private static final int KEY_SIZE=1024;
    //公鑰
    private static final String PUBLIC_KEY="DSAPublicKey";
    
    //私鑰
    private static final String PRIVATE_KEY="DSAPrivateKey";
    
    /**
     * 初始化金鑰對
     * @return Map 甲方金鑰的Map
     * */
    public static Map<String,Object> initKey() throws Exception{
        //例項化金鑰生成器
        KeyPairGenerator keyPairGenerator=KeyPairGenerator.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        //初始化金鑰生成器
        keyPairGenerator.initialize(KEY_SIZE,new SecureRandom());
        //生成金鑰對
        KeyPair keyPair=keyPairGenerator.generateKeyPair();
        //甲方公鑰
        DSAPublicKey publicKey=(DSAPublicKey) keyPair.getPublic();
        //甲方私鑰
        DSAPrivateKey privateKey=(DSAPrivateKey) keyPair.getPrivate();
        //將金鑰儲存在map中
        Map<String,Object> keyMap=new HashMap<String,Object>();
        keyMap.put(PUBLIC_KEY, publicKey);
        keyMap.put(PRIVATE_KEY, privateKey);
        return keyMap;
        
    }
    
    
    /**
     * 簽名
     * @param data待簽名資料
     * @param privateKey 金鑰
     * @return byte[] 數字簽名
     * */
    public static byte[] sign(byte[] data,byte[] privateKey) throws Exception{
        
        //取得私鑰
        PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec(privateKey);
        KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        //生成私鑰
        PrivateKey priKey=keyFactory.generatePrivate(pkcs8KeySpec);
        //例項化Signature
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        //初始化Signature
        signature.initSign(priKey);
        //更新
        signature.update(data);
        return signature.sign();
    }
    /**
     * 校驗數字簽名
     * @param data 待校驗資料
     * @param publicKey 公鑰
     * @param sign 數字簽名
     * @return boolean 校驗成功返回true，失敗返回false
     * */
    public static boolean verify(byte[] data,byte[] publicKey,byte[] sign) throws Exception{
        //轉換公鑰材料
        //例項化金鑰工廠
        KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance(KEY_ALGORITHM);
        //初始化公鑰
        //金鑰材料轉換
        X509EncodedKeySpec x509KeySpec=new X509EncodedKeySpec(publicKey);
        //產生公鑰
        PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic(x509KeySpec);
        //例項化Signature
        Signature signature = Signature.getInstance(SIGNATURE_ALGORITHM);
        //初始化Signature
        signature.initVerify(pubKey);
        //更新
        signature.update(data);
        //驗證
        return signature.verify(sign);
    }
    /**
     * 取得私鑰
     * @param keyMap 金鑰map
     * @return byte[] 私鑰
     * */
    public static byte[] getPrivateKey(Map<String,Object> keyMap){
        Key key=(Key)keyMap.get(PRIVATE_KEY);
        return key.getEncoded();
    }
    /**
     * 取得公鑰
     * @param keyMap 金鑰map
     * @return byte[] 公鑰
     * */
    public static byte[] getPublicKey(Map<String,Object> keyMap) throws Exception{
        Key key=(Key) keyMap.get(PUBLIC_KEY);
        return key.getEncoded();
    }
    /**
     * @param args
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //初始化金鑰
        //生成金鑰對
        Map<String,Object> keyMap=DSACoder.initKey();
        //公鑰
        byte[] publicKey=DSACoder.getPublicKey(keyMap);
        
        //私鑰
        byte[] privateKey=DSACoder.getPrivateKey(keyMap);
        System.out.println("公鑰：/n"+Base64.encodeBase64String(publicKey));
        System.out.println("私鑰：/n"+Base64.encodeBase64String(privateKey));
        
        System.out.println("================金鑰對構造完畢,甲方將公鑰公佈給乙方，開始進行加密資料的傳輸=============");
        String str="DSA數字簽名演算法";
        System.out.println("原文:"+str);
        //甲方進行資料的加密
        byte[] sign=DSACoder.sign(str.getBytes(), privateKey);
        System.out.println("產生簽名："+Base64.encodeBase64String(sign));
        //驗證簽名
        boolean status=DSACoder.verify(str.getBytes(), publicKey, sign);
        System.out.println("狀態："+status+"/n/n");
        
        
    }
}
控制檯輸出：
公鑰：
MIIBtzCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2USZp
RV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fn
xqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmCouuE
C/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCBgLRJ
FnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhRkImo
g9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoDgYQAAoGAdLUOPbXqOQi4MFUm5tgBs2zQO20P7P1iPCC9
pslWvixp13NX9dTwdddkwqQtwKAfm/Ao2Gqe7VGq48kTIPr0wz01LKlCLbbw6VLikuFcgVNN+sVx
mwVTm54aFpiOaenS575Qtyek3zjVV+eMtRNKn91rMMWpsP6pucqku6xO5uY=
私鑰：
MIIBSwIBADCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2
USZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4
O1fnxqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmC
ouuEC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCB
gLRJFnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhR
kImog9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoEFgIUQhtJHLosUo0sxPKmCxC8NFVjD9c=
================金鑰對構造完畢,甲方將公鑰公佈給乙方，開始進行加密資料的傳輸=============
原文:DSA數字簽名演算法
產生簽名：MCwCFAsJPC7xUfrvGYXtsxiWcS6GHAe1AhRnZLZ1CJe8I41vaScvJ7UZ8yk0oA==
狀態：true

四、總結
1.DSA的公鑰長度略長於私鑰，這個和RSA有較大差別。可以通過兩個演算法的控制檯輸出公鑰私鑰長度比對
2.DSA演算法的簽名長度與金鑰長度無關。可能和待簽名資料有聯絡...