Java安全——基于密码的加密

最新推荐文章于 2025-03-02 22:11:43 发布

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本文详细介绍了Java中的密码加密技术，包括MD5、SHA、AES、DES等，以及SSL加密机制，如数字证书和密钥管理。此外，还涵盖了JavaCryptographyExtension(JCE)中的各种加密引擎如Cipher、KeyGenerator、SecureRandom等，以及如何使用CipherInputStream进行加密和解密数据流。文章还讨论了加封对象的概念和SealedObject类的应用，以及网络安全入门的学习路径和资源推荐。

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Java安全

基于密码的加密

基于密码加密和SSL加密的区别

密码加密可以数据和密码分离传输
SSL只限于在套接字空间传输的数据进行加密

SSL和密码加密

密码加密是指通过算法将原始信息转换成密文，只有知道相应密钥的人才能解密。Java中常用的密码加密算法包括MD5、SHA、AES、DES等，可以用于实现用户密码的加密存储、数据安全传输等场景。

SSL加密（Secure Sockets
Layer）是一种基于公钥加密技术的安全协议，主要用于保证数据在传输过程中的安全性和完整性。SSL通过使用数字证书来确保客户端与服务端之间的通信安全，可以防止网络中间人攻击、数据篡改、信息泄露等问题。在Java中，使用SSLSocket、SSLServerSocket等类可以实现SSL加密传输。

密码引擎

在Java Cryptography Extension (JCE) 中，有多种加密引擎可供使用。以下是每个引擎的简要说明和使用示例：

Cipher：用于对称加密和解密算法。可以使用getInstance方法获取Cipher对象，并指定加密算法和工作模式/填充模式。然后使用init方法初始化Cipher对象，传递加密操作模式（加密、解密、包括需要的密钥和其他参数）以及密钥。最后，使用doFinal方法进行实际的加密和解密操作。
示例：

Cipher cipher = Cipher.getInstance(“AES/CBC/PKCS5Padding”);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey, iv);
byte[] encryptedData = cipher.doFinal(data);
KeyGenerator：用于生成对称密钥。可使用getInstance方法获取KeyGenerator对象，并指定密钥算法。然后使用init方法初始化密钥生成器，设置密钥的长度、安全随机数源等。最后，使用generateKey方法生成对称密钥。
示例：

KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance(“AES”);
keyGenerator.init(256);
SecretKey secretKey = keyGenerator.generateKey();
SecureRandom：生成安全随机数。可使用getInstance方法获取SecureRandom对象，并选择合适的算法。然后，直接调用nextBytes方法生成指定长度的随机字节。
示例：

SecureRandom secureRandom = SecureRandom.getInstanceStrong();
byte[] randomBytes = new byte[16];
secureRandom.nextBytes(randomBytes);
Signature：用于数字签名和验证。可以使用getInstance方法获取Signature对象，并选择签名算法。然后，通过initSign方法初始化签名对象并传递私钥，或通过initVerify方法初始化验证对象并传递公钥。最后，使用update方法传入要签名的数据，调用sign方法进行签名，或调用verify方法进行验证。
示例：

Signature signature = Signature.getInstance(“SHA256withRSA”);
signature.initSign(privateKey);
signature.update(data);
byte[] signatureBytes = signature.sign();
Mac：提供消息认证码算法。可以使用getInstance方法获取Mac对象，并选择合适的算法。然后，通过init方法传入密钥初始化Mac对象。最后，使用doFinal方法对数据进行消息认证，生成Mac码。
示例：

Mac mac = Mac.getInstance(“HmacSHA256”);
mac.init(secretKey);
byte[] macBytes = mac.doFinal(data);
KeyPairGenerator：用于生成非对称密钥对。可以使用getInstance方法获取KeyPairGenerator对象，并选择合适的加密算法。然后，使用initialize方法传递密钥长度和可选的随机源初始化密钥对生成器。最后，通过generateKeyPair方法生成非对称密钥对。
示例：

KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance(“RSA”);
keyPairGenerator.initialize(2048);
KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

这些示例演示了如何使用JCE中的加密引擎。您可以根据自己的需求选择适当的加密算法和模式，并按照示例代码进行相应的初始化和操作。请注意，还需要进行适当的异常处理和密钥管理来保证安全性。

在这里插入图片描述

密码流

在这里插入图片描述

在Java安全中，CipherInputStream是一种基于密码的输入流，用于加密或解密数据流。它可以与其他输入流（如文件输入流或网络输入流）结合使用，将数据流加密或解密。

CipherInputStream使用javax.crypto.Cipher加密引擎来处理数据流的加密或解密操作。它接收一个已初始化的Cipher对象作为参数，并使用该Cipher对象来进行相应的加密或解密操作。

以下是CipherInputStream的说明和使用示例：

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.security.Key;
import java.util.Base64;

public class CipherInputStreamExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 定义密钥
        String keyString = "0123456789ABCDEF";
        Key key = new SecretKeySpec(keyString.getBytes(), "AES");

        // 初始化加密引擎
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS5Padding");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);

        // 创建输入流和输出流
        InputStream inputStream = new FileInputStream("input.txt");
        OutputStream outputStream = new FileOutputStream("output.txt");

        // 创建CipherInputStream
        CipherInputStream cipherInputStream = new CipherInputStream(inputStream, cipher);

        // 读取加密的数据，并写入输出流
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int bytesRead;
        while ((bytesRead = cipherInputStream.read(buffer)) != -1) {
            outputStream.write(buffer, 0, bytesRead);
        }

        // 关闭流
        cipherInputStream.close();
        inputStream.close();
        outputStream.close();
    }
}

上述示例演示了使用CipherInputStream对数据流进行加密的过程。首先，我们定义了一个密钥（key），然后使用该密钥创建一个Cipher对象，指定加密算法和模式。接下来，我们创建一个输入流（FileInputStream）从源文件中读取数据，并创建一个输出流（FileOutputStream）将加密后的数据写入到目标文件中。然后，我们使用CipherInputStream来加密数据流，传入输入流和已初始化的Cipher对象。在while循环中从密文输入流读取加密数据，并将其写入到输出流中。最后，关闭流以释放资源。

通过类似的方式，您也可以使用CipherInputStream来进行数据流的解密操作，只需将Cipher对象的加密模式设置为Cipher.DECRYPT_MODE即可。

请注意，上述示例使用的是ECB模式和PKCS5Padding填充模式的AES加密算法，您可以根据需要选择其他支持的加密算法和模式。此外，为了保证数据安全性，建议使用更强大和安全的加密算法，并采取适当的密钥管理和安全措施。

加封对象

在这里插入图片描述

在Java安全中，“加封”（Sealing）是指将对象序列化并使用加密技术保护对象的完整性和机密性。通过加封对象，可以在不暴露敏感数据的情况下，将对象传输或存储到不可信的环境中。

Java中的加封对象可以使用javax.crypto.SealedObject类实现。该类在应用层上提供了对对象加密和解密的支持，以及对对象完整性的保护。

以下是加封对象在Java安全中的说明和使用示例：

import javax.crypto.*;
import java.io.Serializable;
import java.security.Key;
import java.util.Base64;

class MySecretData implements Serializable {
    // 加密和解密所需的共享密钥
    private static final Key sharedKey = ...;

    private String secretMessage;

    public MySecretData(String secretMessage) {
        this.secretMessage = secretMessage;
    }

    public String getSecretMessage() {
        return secretMessage;
    }

    // 加封对象
    public SealedObject seal() throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, sharedKey);

        return new SealedObject(this, cipher);
    }

    // 解开加封的对象
    public static MySecretData unseal(SealedObject sealedObject) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("AES");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, sharedKey);

        return (MySecretData) sealedObject.getObject(cipher);
    }
}

public class SealedObjectExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建私密数据对象
        MySecretData secretData = new MySecretData("This is a secret message!");

        // 加封对象
        SealedObject sealedObject = secretData.seal();

        // 获取加封对象的密文表示
        byte[] sealedData = sealedObject.getEncoded();
        String sealedDataString = Base64.getEncoder().encodeToString(sealedData);

        System.out.println("Sealed Object: " + sealedDataString);

        // 解开加封的对象
        MySecretData unsealedData = MySecretData.unseal(sealedObject);

        // 获取解开的对象的信息
        String secretMessage = unsealedData.getSecretMessage();
        System.out.println("Unsealed Object: " + secretMessage);
    }
}
``

学习网络安全技术的方法无非三种:

第一种是报网络安全专业，现在叫网络空间安全专业，主要专业课程:程序设计、计算机组成原理原理、数据结构、操作系统原理、数据库系统、计算机网络、人工智能、自然语言处理、社会计算、网络安全法律法规、网络安全、内容安全、数字取证、机器学习，多媒体技术，信息检索、舆情分析等。

第二种是自学，就是在网上找资源、找教程，或者是想办法认识一-些大佬，抱紧大腿，不过这种方法很耗时间，而且学习没有规划，可能很长一段时间感觉自己没有进步，容易劝退。

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第三种就是去找培训。

接下来，我会教你零基础入门快速入门上手网络安全。

网络安全入门到底是先学编程还是先学计算机基础？这是一个争议比较大的问题，有的人会建议先学编程，而有的人会建议先学计算机基础，其实这都是要学的。而且这些对学习网络安全来说非常重要。但是对于完全零基础的人来说又或者急于转行的人来说，学习编程或者计算机基础对他们来说都有一定的难度，并且花费时间太长。

第一阶段：基础准备 4周~6周

这个阶段是所有准备进入安全行业必学的部分，俗话说：基础不劳，地动山摇

第二阶段：web渗透

学习基础时间：1周 ~ 2周：

① 了解基本概念：（SQL注入、XSS、上传、CSRF、一句话木马、等）为之后的WEB渗透测试打下基础。
② 查看一些论坛的一些Web渗透，学一学案例的思路，每一个站点都不一样，所以思路是主要的。
③ 学会提问的艺术，如果遇到不懂得要善于提问。

配置渗透环境时间：3周 ~ 4周：

① 了解渗透测试常用的工具，例如（AWVS、SQLMAP、NMAP、BURP、中国菜刀等）。
② 下载这些工具无后门版本并且安装到计算机上。
③ 了解这些工具的使用场景，懂得基本的使用，推荐在Google上查找。

渗透实战操作时间：约6周：

① 在网上搜索渗透实战案例，深入了解SQL注入、文件上传、解析漏洞等在实战中的使用。
② 自己搭建漏洞环境测试，推荐DWVA，SQLi-labs，Upload-labs，bWAPP。
③ 懂得渗透测试的阶段，每一个阶段需要做那些动作：例如PTES渗透测试执行标准。
④ 深入研究手工SQL注入，寻找绕过waf的方法，制作自己的脚本。
⑤ 研究文件上传的原理，如何进行截断、双重后缀欺骗(IIS、PHP)、解析漏洞利用（IIS、Nignix、Apache）等，参照：上传攻击框架。
⑥ 了解XSS形成原理和种类，在DWVA中进行实践，使用一个含有XSS漏洞的cms，安装安全狗等进行测试。
⑦ 了解一句话木马，并尝试编写过狗一句话。
⑧ 研究在Windows和Linux下的提升权限，Google关键词：提权

以上就是入门阶段