Java证书体系的实现

预先了解RSA加密算法。

    在构建Java代码实现前，我们需要完成证书的制作。

    1.生成keyStroe文件

    在命令行下执行以下命令：

    keytool -genkey -validity 36000 -alias www.zlex.org -keyalg RSA -keystore d：\zlex.keystore

    其中

    -genkey表示生成密钥

    -validity指定证书有效期，这里是36000天

    -alias指定别名，这里是www.zlex.org

    -keyalg指定算法，这里是RSA

    -keystore指定存储位置，这里是d：\zlex.keystore

    在这里我使用的密码为 123456

    控制台输出：

    Console代码

 

输入keystore密码：     再次输入新密码：     您的名字与姓氏是什么？     [Unknown]：  www.zlex.org     您的组织单位名称是什么？     [Unknown]：  zlex     您的组织名称是什么？     [Unknown]：  zlex     您所在的城市或区域名称是什么？     [Unknown]：  BJ     您所在的州或省份名称是什么？     [Unknown]：  BJ     该单位的两字母国家代码是什么     [Unknown]：  CN     CN=www.zlex.org， OU=zlex， O=zlex， L=BJ， ST=BJ， C=CN 正确吗？     [否]：  Y     输入<tomcat>的主密码     （如果和 keystore 密码相同，按回车）：     再次输入新密码：

 

    这时，在D盘下会生成一个zlex.keystore的文件。

    2.生成自签名证书

    光有keyStore文件是不够的，还需要证书文件，证书才是直接提供给外界使用的公钥凭证。

    导出证书：

    Shell代码

    keytool -export -keystore d：\zlex.keystore -alias www.zlex.org -file d：\zlex.cer -rfc

    其中

    -export指定为导出操作

    -keystore指定keystore文件

    -alias指定导出keystore文件中的别名

    -file指向导出路径

    -rfc以文本格式输出，也就是以BASE64编码输出

    这里的密码是 123456

    控制台输出：

    Console代码

    输入keystore密码：

    保存在文件中的认证 <d：\zlex.cer>

当然，使用方是需要导入证书的！

    可以通过自签名证书完成CAS单点登录系统的构建！

    Ok，准备工作完成，开始Java实现！

    通过java代码实现如下：Coder类见 Java加密技术（一）

    Java代码

 

import java.io.FileInputStream; import java.security.KeyStore; import java.security.PrivateKey; import java.security.PublicKey; import java.security.Signature; import java.security.cert.Certificate; import java.security.cert.CertificateFactory; import java.security.cert.X509Certificate; import java.util.Date; import javax.crypto.Cipher; /**  * 证书组件  *  * @author 梁栋  * @version 1.0  * @since 1.0  */ public abstract class CertificateCoder extends Coder {     /**      * Java密钥库(Java Key Store，JKS)KEY_STORE      */     public static final String KEY_STORE = "JKS";     public static final String X509 = "X.509";     /**      * 由KeyStore获得私钥      *      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      * @throws Exception      */     private static PrivateKey getPrivateKey(String keyStorePath, String alias,             String password) throws Exception {         KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);         PrivateKey key = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password.toCharArray());         return key;     }     /**      * 由Certificate获得公钥      *      * @param certificatePath      * @return      * @throws Exception      */     private static PublicKey getPublicKey(String certificatePath)             throws Exception {         Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);         PublicKey key = certificate.getPublicKey();         return key;     }     /**      * 获得Certificate      *      * @param certificatePath      * @return      * @throws Exception      */     private static Certificate getCertificate(String certificatePath)             throws Exception {         CertificateFactory certificateFactory = CertificateFactory                 .getInstance(X509);         FileInputStream in = new FileInputStream(certificatePath);         Certificate certificate = certificateFactory.generateCertificate(in);         in.close();         return certificate;     }     /**      * 获得Certificate      *      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      * @throws Exception      */     private static Certificate getCertificate(String keyStorePath,             String alias, String password) throws Exception {         KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);         Certificate certificate = ks.getCertificate(alias);         return certificate;     }     /**      * 获得KeyStore      *      * @param keyStorePath      * @param password      * @return      * @throws Exception      */     private static KeyStore getKeyStore(String keyStorePath, String password)             throws Exception {         FileInputStream is = new FileInputStream(keyStorePath);         KeyStore ks = KeyStore.getInstance(KEY_STORE);         ks.load(is, password.toCharArray());         is.close();         return ks;     }     /**      * 私钥加密      *      * @param data      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      * @throws Exception      */     public static byte[] encryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,             String alias, String password) throws Exception {         // 取得私钥         PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);         // 对数据加密         Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);         return cipher.doFinal(data);     }     /**      * 私钥解密      *      * @param data      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      * @throws Exception      */     public static byte[] decryptByPrivateKey(byte[] data, String keyStorePath,             String alias, String password) throws Exception {         // 取得私钥         PrivateKey privateKey = getPrivateKey(keyStorePath, alias, password);         // 对数据加密         Cipher cipher = Cipher.getInstance(privateKey.getAlgorithm());         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);         return cipher.doFinal(data);     }     /**      * 公钥加密      *      * @param data      * @param certificatePath      * @return      * @throws Exception      */     public static byte[] encryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)             throws Exception {         // 取得公钥         PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);         // 对数据加密         Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);         return cipher.doFinal(data);     }     /**      * 公钥解密      *      * @param data      * @param certificatePath      * @return      * @throws Exception      */     public static byte[] decryptByPublicKey(byte[] data, String certificatePath)             throws Exception {         // 取得公钥         PublicKey publicKey = getPublicKey(certificatePath);         // 对数据加密         Cipher cipher = Cipher.getInstance(publicKey.getAlgorithm());         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, publicKey);         return cipher.doFinal(data);     }     /**      * 验证Certificate      *      * @param certificatePath      * @return      */     public static boolean verifyCertificate(String certificatePath) {         return verifyCertificate(new Date(), certificatePath);     }     /**      * 验证Certificate是否过期或无效      *      * @param date      * @param certificatePath      * @return      */     public static boolean verifyCertificate(Date date, String certificatePath) {         boolean status = true;         try {             // 取得证书             Certificate certificate = getCertificate(certificatePath);             // 验证证书是否过期或无效             status = verifyCertificate(date, certificate);         } catch (Exception e) {             status = false;         }         return status;     }     /**      * 验证证书是否过期或无效      *      * @param date      * @param certificate      * @return      */     private static boolean verifyCertificate(Date date, Certificate certificate) {         boolean status = true;         try {             X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) certificate;             x509Certificate.checkValidity(date);         } catch (Exception e) {             status = false;         }         return status;     }     /**      * 签名      *      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      *      * @return      * @throws Exception      */     public static String sign(byte[] sign, String keyStorePath, String alias,             String password) throws Exception {         // 获得证书         X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(                 keyStorePath, alias, password);         // 获取私钥         KeyStore ks = getKeyStore(keyStorePath, password);         // 取得私钥         PrivateKey privateKey = (PrivateKey) ks.getKey(alias, password                 .toCharArray());         // 构建签名         Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate                 .getSigAlgName());         signature.initSign(privateKey);         signature.update(sign);         return encryptBASE64(signature.sign());     }     /**      * 验证签名      *      * @param data      * @param sign      * @param certificatePath      * @return      * @throws Exception      */     public static boolean verify(byte[] data, String sign,             String certificatePath) throws Exception {         // 获得证书         X509Certificate x509Certificate = (X509Certificate) getCertificate(certificatePath);         // 获得公钥         PublicKey publicKey = x509Certificate.getPublicKey();         // 构建签名         Signature signature = Signature.getInstance(x509Certificate                 .getSigAlgName());         signature.initVerify(publicKey);         signature.update(data);         return signature.verify(decryptBASE64(sign));     }     /**      * 验证Certificate      *      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      */     public static boolean verifyCertificate(Date date, String keyStorePath,             String alias, String password) {         boolean status = true;         try {             Certificate certificate = getCertificate(keyStorePath, alias,                     password);             status = verifyCertificate(date, certificate);         } catch (Exception e) {             status = false;         }         return status;     }     /**      * 验证Certificate      *      * @param keyStorePath      * @param alias      * @param password      * @return      */     public static boolean verifyCertificate(String keyStorePath, String alias,             String password) {         return verifyCertificate(new Date(), keyStorePath, alias, password);     } }

 

 再给出一个测试类：

import static org.junit.Assert.*; import org.junit.Test; /**  *  * @author 梁栋  * @version 1.0  * @since 1.0  */ public class CertificateCoderTest {     private String password = "123456";     private String alias = "www.zlex.org";     private String certificatePath = "d:/zlex.cer";     private String keyStorePath = "d:/zlex.keystore";     @Test     public void test() throws Exception {         System.err.println("公钥加密——私钥解密");         String inputStr = "Ceritifcate";         byte[] data = inputStr.getBytes();         byte[] encrypt = CertificateCoder.encryptByPublicKey(data,                 certificatePath);         byte[] decrypt = CertificateCoder.decryptByPrivateKey(encrypt,                 keyStorePath, alias, password);         String outputStr = new String(decrypt);         System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);         // 验证数据一致         assertArrayEquals(data, decrypt);         // 验证证书有效         assertTrue(CertificateCoder.verifyCertificate(certificatePath));     }     @Test     public void testSign() throws Exception {         System.err.println("私钥加密——公钥解密");         String inputStr = "sign";         byte[] data = inputStr.getBytes();         byte[] encodedData = CertificateCoder.encryptByPrivateKey(data,                 keyStorePath, alias, password);         byte[] decodedData = CertificateCoder.decryptByPublicKey(encodedData,                 certificatePath);         String outputStr = new String(decodedData);         System.err.println("加密前: " + inputStr + "\n\r" + "解密后: " + outputStr);         assertEquals(inputStr, outputStr);         System.err.println("私钥签名——公钥验证签名");         // 产生签名         String sign = CertificateCoder.sign(encodedData, keyStorePath, alias,                 password);         System.err.println("签名:\r" + sign);         // 验证签名         boolean status = CertificateCoder.verify(encodedData, sign,                 certificatePath);         System.err.println("状态:\r" + status);         assertTrue(status);     } }

  控制台输出：

    Console代码

公钥加密——私钥解密 加密前: Ceritificate 解密后: Ceritificate 私钥加密——公钥解密 加密前: sign 解密后: sign 私钥签名——公钥验证签名 签名: pqBn5m6PJlfOjH0A6U2o2mUmBsfgyEY1NWCbiyA/I5Gc3gaVNVIdj/zkGNZRqTjhf3+J9a9z9EI7 6F2eWYd7punHx5oh6hfNgcKbVb52EfItl4QEN+djbXiPynn07+Lbg1NOjULnpEd6ZhLP1YwrEAuM OfvX0e7/wplxLbySaKQ= 状态: true

 

    由此完成了证书验证体系！

    同样，我们可以对代码做签名——代码签名！

    通过工具JarSigner可以完成代码签名。

    这里我们对tools.jar做代码签名，命令如下：

    Shell代码

    jarsigner -storetype jks -keystore zlex.keystore -verbose tools.jar www.zlex.org

    控制台输出：

    Console代码

输入密钥库的口令短语：  正在更新： META-INF/WWW_ZLEX.SF  正在更新： META-INF/WWW_ZLEX.RSA   正在签名： org/zlex/security/Security.class   正在签名： org/zlex/tool/Main$1.class   正在签名： org/zlex/tool/Main$2.class   正在签名： org/zlex/tool/Main.class 警告： 签名者证书将在六个月内过期。

 

 此时，我们可以对签名后的jar做验证！

    验证tools.jar，命令如下：

    Shell代码

    jarsigner -verify -verbose -certs tools.jar

    控制台输出：

    Console代码

402 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/MANIFEST.MF          532 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/WWW_ZLEX.SF          889 Sat Jun 20 16:25:14 CST 2009 META-INF/WWW_ZLEX.RSA sm       590 Wed Dec 10 13:03:42 CST 2008 org/zlex/security/Security.class       X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN       [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期] sm       705 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main$1.class       X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN       [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期] sm       779 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main$2.class       X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN       [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期] sm     12672 Tue Dec 16 18:00:56 CST 2008 org/zlex/tool/Main.class       X.509, CN=www.zlex.org, OU=zlex, O=zlex, L=BJ, ST=BJ, C=CN       [证书将在 09-9-18 下午3:27 到期]   s = 已验证签名   m = 在清单中列出条目   k = 在密钥库中至少找到了一个证书   i = 在身份作用域内至少找到了一个证书 jar 已验证。 警告： 此 jar 包含签名者证书将在六个月内过期的条目。

 

    代码签名认证的用途主要是对发布的软件做验证，支持 Sun Java .jar （Java Applet） 文件（J2SE）和 J2ME MIDlet Suite 文件。