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Re:[转载]论Java加密技术与Windows的结合（2） [Re:samuel]

samuel

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于 2003-08-22 11:33

RSA Signature Provider

　　java.security.SignatureSpi类有五个方法：
　　· engineInitSign（）为签名初试化RSA签名引擎。
　　· engineInitVerify（）为确认一个签名初试化RSA签名引擎。
　　· engineUpdate（）增加数据到签名或确认操作。
　　· engineSign（）完成签名操作并返回数字签名。
　　· engineVerify（）完成签名-确认过程，如果签名是正确的，返回true。

　　记住，数字签名需要私钥，确认一个数字签名需要公钥。如果我们有权使用Microsoft的私钥——即，私钥是可输出的——就没必要在Microsoft本地代码中执行RSA签名操作了。但是在有些情况下（例如，如果我们运用一个加密了的智能卡），我们无权使用私钥。如果私钥是不能输出的，我们必须用Microsoft本地代码进行数字签名。

　　如果Java程序运用KeyManager的方法getPrivateKey（）来获取私钥，私钥的别名就被缓存起来。当RSA Signature Provider进行签名时，我们就重用缓存的别名，并调用Microsoft本地函数来执行签名操作而不用暴露私钥。（这听起来有些虚假，但确实可行。）注意，在engineInitSign（）中没有用私钥。我用Java JCE哈希函数来进行运算，然后用Microsoft Cryptographic Provider从哈希文件中生成RSA签名。

　　通过添加一个engineInitSign（字符串别名）方法，可以改进Java Signature类：

MSCryptoFunctions MSF =
new MSCryptoFunctions（）；
protected void engineInitSign（
PrivateKey privateKey） {
MSF.MSrsaSignInit（（byte[]）null,
"MD5"）；
}

protected byte[] engineSign（） {
byte[] hash = MD5.digest（）；
byte[] mssig =
MSF.MSrsaSignHash（hash,
（byte[]）null, "MD5"）；
return mssig；
}

　　我们可以在Microsoft本地代码中实现签名-确认，但这么做没有优势。在实现过程中，我们运用了JSSE提供者在Java中执行确认：

protected void engineInitVerify（
PublicKey publicKey） {
jsse = Signature.getInstance（
"MD5withRSA", "SunJSSE"）；
jsse.initVerify（publicKey）；
}

protected boolean engineVerify（
byte[] sigBytes） {
boolean verifyresult=false；
verifyresult =
jsse.verify（sigBytes）；
return verifyresult；
}

　　RSA Cipher Provider

　　javax.Crypto.CipherSpi类有12个方法：
　　· engineInit（）初试化密码提供者（cipher provider）。
　　· engineUpdate（）继续一个由多个部分组成的加密或解密操作。
　　· engineDoFinal（）加密或解密一个单一操作中的数据，或完成一个由多个部分组成的操作。
　　· engineGetBlockSize（）返回字区大小（以字节形式）。
　　· engineGetIV（）返回初试化向量。它不用于RSA密码。
　　· engineGetKeySize（）返回一个特定的钥匙对象的钥匙大小。
　　· engineGetOutputSize（）以字节形式返回输出长度，输出缓冲器需要这个长度来保存下一个update或doFinal操作的结果，输入长度已假定。
　　· engineGetParameters（）返回这个密码运用的参数。
　　· engineSetMode（）设置密码的模式（加密或解密）。
　　· engineSetPadding（）设置这个密码的填充机制（当前只支持PKCS1填充）。
　　· engineWrap（）封装一个钥匙（未实现）。
　　· engineUnwrap（）解开一个钥匙（未实现）。

　　RSA加密过程需要公钥；RSA解密需要私钥。如果我们有权使用Microsoft钥匙库中的RSA私钥——即，私钥是可以输出的——那么就没必要在Microsoft本地代码中执行RSA密码操作。但在有些情况下（例如，如果我们运用一个加密了的智能卡），我们就无权使用私钥。如果私钥是不能输出的，我们必须用Microsoft本地代码进行RSA解密。

　　RSA密码在Windows本地代码中的实现很简单。本质的解密过程如下：

MSrsaDecrypt （jstring jpadalg,
jbyteArray jdata） {
CryptAcquireContext（
&hDecryptProv, alias, NULL,
PROV_RSA_FULL,0）；
CryptGetUserKey（hDecryptProv,
AT_KEYEXCHANGE, &hDecryptKey）；
CryptDecrypt（hDecryptKey, 0,
TRUE, 0, encryptblob, &ndata）；
return decryptblob；
}

　　加密几乎是一样的。因为RSA加密只需要公钥，加密模式可以在Java中执行。我选择在Windows本地代码中实现RSA加密和解密，因为这很容易。

　　RSA密码是一个美国政府控制的加密算法。如果你想将RSA cipher provider同Sun JCE结合起来运用，你必须创建一个JAR文件，用一个DSA钥匙签署它，然后添加一个由Sun Microsystems签发的证书。为了方便，我已经把所有的mscrypto-class文件放在了一个单一的包中（com.boyter.mscrypto）。在签署的JAR文件中，只需要有MSRSACipherProvider.class和MSRSACipherFactoryImpl.class。用来创建和签名JAR文件的Windows命令是：

jar cvf mscrypto.jar com
jarsigner -keystore keystore
-storepass foobar mscrypto.jar
jcesigner

　　你可以从“How to Implement a Provider for the Java Cryptography Extension 1.2.1.”（见资源）的第五步找到关于从Sun获取一个JCE代码签署的证书的说明。如果你想避免JCE的局限性（如美国政府的输出控制），你可以用一个clean-room式的实现环境（如BeeJCE）来代替JCE。我提供了一个称为msrsatest.java的程序，可以用来测试Microsoft 加密的RSA签名和RSA密码提供者。为此，你必须在Microsoft Windows中安装一个RSA私钥和证书。

　　有根据的运用理由

　　将Java安全特征同本地Microsoft Windows安全平台结合起来有许多好的理由，包括减少了的管理费用、CRL确认和与智能卡的兼容。将Java JCE同Windows证书和钥匙库结合起来的另一个理由是用来管理Java证书和钥匙库的Java工具很麻烦。Microsoft平台有一个更好的图形用户界面（GUI）用来管理Windows钥匙和证书库。你可以通过运行CERTMGR.EXT程序（与Windows平台SDK在一起）来启动GUI，或者你可以从IE窗口来启动：运用下拉菜单Tools | Internet Option，选择Content键，然后选择Certificates。

　　在将Microsoft 加密支持的KeyManager和TrustManager用于JSSE时，你不会有什么问题。Microsoft 加密支持的RSA Signature Provider和RSA Cipher Provider也可以运行，但不能用于JSSE。

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