数据的加密与解密分析
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Week 8 数据的加密与解密（3）
• 任务: • 1. CBC的加密与解密 • 2. 非对称钥匙的生成 • 3. RSA的加密与解密 • 4. 使用密钥协定的加密与解密
1. CBC的加密与解密
• Java里面默认的加密模式为ECB(Electronic Code Book） 对明文进行单独的加密处理。
RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表：
• RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知 的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。
• 在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息， 而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法 D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不 能根据PK计算出SK。
• （2）.读取钥匙
– FileInputStream f1=new FileInputStream("key.dat"); – ObjectInputStream ob=new ObjectInputStream(f1); – Key k=(Key)ob.readObject( );
1.2 CBC解密思路
• 与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公 开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密 钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密， 只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据 进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加 密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非 对称加密算法。
• （3）生成密匙对，并获得公匙和私匙
– KeyPair kp=kpg.genKeyPair(); – PublicKey pbkey=kp.getPublic(); – PrivateKey prkey=kp.getPrivate();
3. RSA的加密与解密
• RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿 迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一 起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人 姓氏开头字母拼在一起组成的。
2.1 非对称密码生成思路
• （1）创建密匙工厂
– KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); KeyPairGenerator是一个生成工程，常用的加密方法有RSA和DSA
• （2）初始化密匙生成器
– kpg.initialize(1024); RSA可以在 512 到 2048 之间
– FileInputStream f=new FileInputStream(“key.dat”); – ObjectInputStream ob=new ObjectInputStream(f); – Key k=(Key)ob.readObject( );
• （2）生成初始向量
– byte [] rand = new bLeabharlann Baidute[8]; – Random r = new Random(); – r.nextBytes(rand); – IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(rand); – //指定rand 为初始化向量
• 所有加密都是8个一组进行加密的。
• 1976年，IBM发明了密码分组链接（CBC，Cipher-block chaining）模式。在CBC模式中，每个平文块先与前一个 密文块进行异或后，再进行加密。因此，CBC模式需要先 生成初始向量，再设置加密方式。
1.1 CBC加密思路
• （1）获得钥匙（与以前相同）
作业1： 完成一次自己名字的CBC加密和解 密
提交文件名： 学号+名字+week8_1.rar
• 需要提交 • 1）代码 • 2）dat密匙文件 • 3）截图
2. 非对称钥匙的生成
• 对称加密需要使用同一个密匙，若 A 想让 B 向其秘密传 送信息，A 必须先将密钥提供给 B或者B 必须先将密钥提 供给 A 。如果在传递密钥过程中密钥被窃取，则 A 和 B 之间的通信就不再安全.
1.1 CBC加密思路
• （3）获取密码器
– Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5padding"); – cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k, iv); – byte ptext[]=msg.getBytes("UTF8"); – byte ctext[]=cp.doFinal(ptext);
• （4）初始化密码器，并执行加密
– FileOutputStream f2=new FileOutputStream("SEncCBC.dat"); – f2.write(rand); – f2.write(ctext);
1.2 CBC解密思路
• （1）. 读取加密信息
– FileInputStream f=new FileInputStream("SEncCBC.dat"); – byte rand []= new byte[8]; – f.read(rand); – int num =f.available(); – byte ctext[] = new byte[num]; – f.read(ctext);
• （3）解密
– IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(rand); – Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5padding"); – cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE,k, iv); – byte ptext[]=cp.doFinal(ctext); – System.out.println(new String(ptext,"UTF8"));
• 任务: • 1. CBC的加密与解密 • 2. 非对称钥匙的生成 • 3. RSA的加密与解密 • 4. 使用密钥协定的加密与解密
1. CBC的加密与解密
• Java里面默认的加密模式为ECB(Electronic Code Book） 对明文进行单独的加密处理。
RSA的公钥、私钥的组成，以及加密、解密的公式可见于下表：
• RSA是目前最有影响力的公钥加密算法，它能够抵抗到目前为止已知 的绝大多数密码攻击，已被ISO推荐为公钥数据加密标准。
• 在公开密钥密码体制中，加密密钥（即公开密钥）PK是公开信息， 而解密密钥（即秘密密钥）SK是需要保密的。加密算法E和解密算法 D也都是公开的。虽然解密密钥SK是由公开密钥PK决定的，但却不 能根据PK计算出SK。
• （2）.读取钥匙
– FileInputStream f1=new FileInputStream("key.dat"); – ObjectInputStream ob=new ObjectInputStream(f1); – Key k=(Key)ob.readObject( );
1.2 CBC解密思路
• 与对称加密算法不同，非对称加密算法需要两个密钥：公 开密钥（publickey）和私有密钥（privatekey）。公开密 钥与私有密钥是一对，如果用公开密钥对数据进行加密， 只有用对应的私有密钥才能解密；如果用私有密钥对数据 进行加密，那么只有用对应的公开密钥才能解密。因为加 密和解密使用的是两个不同的密钥，所以这种算法叫作非 对称加密算法。
• （3）生成密匙对，并获得公匙和私匙
– KeyPair kp=kpg.genKeyPair(); – PublicKey pbkey=kp.getPublic(); – PrivateKey prkey=kp.getPrivate();
3. RSA的加密与解密
• RSA公钥加密算法是1977年由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）、阿 迪·萨莫尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）一 起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人 姓氏开头字母拼在一起组成的。
2.1 非对称密码生成思路
• （1）创建密匙工厂
– KeyPairGenerator kpg=KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); KeyPairGenerator是一个生成工程，常用的加密方法有RSA和DSA
• （2）初始化密匙生成器
– kpg.initialize(1024); RSA可以在 512 到 2048 之间
– FileInputStream f=new FileInputStream(“key.dat”); – ObjectInputStream ob=new ObjectInputStream(f); – Key k=(Key)ob.readObject( );
• （2）生成初始向量
– byte [] rand = new bLeabharlann Baidute[8]; – Random r = new Random(); – r.nextBytes(rand); – IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(rand); – //指定rand 为初始化向量
• 所有加密都是8个一组进行加密的。
• 1976年，IBM发明了密码分组链接（CBC，Cipher-block chaining）模式。在CBC模式中，每个平文块先与前一个 密文块进行异或后，再进行加密。因此，CBC模式需要先 生成初始向量，再设置加密方式。
1.1 CBC加密思路
• （1）获得钥匙（与以前相同）
作业1： 完成一次自己名字的CBC加密和解 密
提交文件名： 学号+名字+week8_1.rar
• 需要提交 • 1）代码 • 2）dat密匙文件 • 3）截图
2. 非对称钥匙的生成
• 对称加密需要使用同一个密匙，若 A 想让 B 向其秘密传 送信息，A 必须先将密钥提供给 B或者B 必须先将密钥提 供给 A 。如果在传递密钥过程中密钥被窃取，则 A 和 B 之间的通信就不再安全.
1.1 CBC加密思路
• （3）获取密码器
– Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5padding"); – cp.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, k, iv); – byte ptext[]=msg.getBytes("UTF8"); – byte ctext[]=cp.doFinal(ptext);
• （4）初始化密码器，并执行加密
– FileOutputStream f2=new FileOutputStream("SEncCBC.dat"); – f2.write(rand); – f2.write(ctext);
1.2 CBC解密思路
• （1）. 读取加密信息
– FileInputStream f=new FileInputStream("SEncCBC.dat"); – byte rand []= new byte[8]; – f.read(rand); – int num =f.available(); – byte ctext[] = new byte[num]; – f.read(ctext);
• （3）解密
– IvParameterSpec iv = new IvParameterSpec(rand); – Cipher cp = Cipher.getInstance("DESede/CBC/PKCS5padding"); – cp.init(Cipher.DECRYPT_MODE,k, iv); – byte ptext[]=cp.doFinal(ctext); – System.out.println(new String(ptext,"UTF8"));