9.4.2　实现

Java 6提供了DSA算法实现，在实现层面，我们可以认为DSA算法实现就是RSA数字签名算法实现的简装版。与RSA数字签名算法实现相比，DSA算法仅支持SHA系列的消息摘要算法。Java 6仅支持SHA1withDSA算法，通过Bouncy Castle可以扩展SHA224withDSA、SHA256withDSA、SHA384withDSA和SHA512withDSA共4种数字签名算法。

有关DSA算法的Java 6实现和Bouncy Castle实现如表9-2所示。

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需要注意的是，DSA密钥长度默认为1024位，密钥长度必须是64的倍数，范围在512～1024位之间（含）。DSA算法的签名长度与密钥长度无关，且长度不唯一。

具体实现如代码清单9-5所示。

代码清单9-5　DSA算法实现

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；

/**

*DSA安全编码组件

*@author梁栋

*@version 1.0

*/

public abstract class DSACoder{

//数字签名密钥算法

public static final String ALGORITHM="DSA"；

/**

*数字签名

*签名/验证算法

*/

public static final String SIGNATURE_ALGORITHM="SHA1withDSA"；

//公钥

private static final String PUBLIC_KEY="DSAPublicKey"；

//私钥

private static final String PRIVATE_KEY="DSAPrivateKey"；

/**

*DSA密钥长度

*默认1024位

*密钥长度必须是64的倍数

*范围在512～1024位之间（含）

*/

private static final int KEY_SIZE=1024；

/**

*签名

*@param data待签名数据

*@param privateKey私钥

*@return byte[]数字签名

*@throws Exception

*/

public static byte[]sign（byte[]data, byte[]privateKey）throws Exception{

//还原私钥

//转换私钥材料

PKCS8EncodedKeySpec pkcs8KeySpec=new PKCS8EncodedKeySpec（privateKey）；

//实例化密钥工厂

KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance（ALGORITHM）；

//生成私钥对象

PrivateKey priKey=keyFactory.generatePrivate（pkcs8KeySpec）；

//实例化Signature

Signature signature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）；

//初始化Signature

signature.initSign（priKey）；

//更新

signature.update（data）；

//签名

return signature.sign（）；

}

/**

*校验

*@param data待校验数据

*@param publicKey公钥

*@param sign数字签名

*@return boolean校验成功返回true失败返回false

*@throws Exception

*/

public static boolean verify（byte[]data, byte[]publicKey, byte[]sign）

throws Exception{

//还原公钥

//转换公钥材料

X509EncodedKeySpec keySpec=new X509EncodedKeySpec（publicKey）；

//实例化密钥工厂

KeyFactory keyFactory=KeyFactory.getInstance（ALGORITHM）；

//取公钥匙对象

PublicKey pubKey=keyFactory.generatePublic（keySpec）；

//实例话Signature

Signature signature=Signature.getInstance（SIGNATURE_ALGORITHM）；

//初始化Signature

signature.initVerify（pubKey）；

//更新

signature.update（data）；

//验证

return signature.verify（sign）；

}

/**

*生成密钥

*@return密钥对象

*@throws Exception

*/

public static Map＜String, Object＞initKey（）throws Exception{

//初始化密钥对生成器

KeyPairGenerator keygen=KeyPairGenerator.getInstance（ALGORITHM）；

//实例化密钥对生成器

keygen.initialize（KEY_SIZE, new SecureRandom（））；

//实例化密钥对

KeyPair keys=keygen.genKeyPair（）；

DSAPublicKey publicKey=（DSAPublicKey）keys.getPublic（）；

DSAPrivateKey privateKey=（DSAPrivateKey）keys.getPrivate（）；

//封装密钥

Map＜String, Object＞map=new HashMap＜String, Object＞（2）；

map.put（PUBLIC_KEY, publicKey）；

map.put（PRIVATE_KEY, privateKey）；

return map；

}

/**

*取得私钥

*@param keyMap密钥Map

*@return byte[]私钥

*@throws Exception

*/

public static byte[]getPrivateKey（Map＜String, Object＞keyMap）throws Exception{

Key key=（Key）keyMap.get（PRIVATE_KEY）；

return key.getEncoded（）；

}

/**

*取得公钥

*@param keyMap密钥Map

*@return byte[]公钥

*@throws Exception

*/

public static byte[]getPublicKey（Map＜String, Object＞keyMap）throws Exception{

Key key=（Key）keyMap.get（PUBLIC_KEY）；

return key.getEncoded（）；

}

}

DSA算法实现是最为简单的数字签名算法，若仅仅需要使用数字签名算法，则DSA算法是不错的选择。当然，DSA算法使用起来就更为简单了，测试用例如代码清单9-6所示。

代码清单9-6　DSA算法实现测试用例

import static org.junit.Assert.*；

import java.util.Map；

import org.apache.commons.codec.binary.Base64；

import org.apache.commons.codec.binary.Hex；

import org.junit.Before；

import org.junit.Test；

/**

*DSA签名校验

*@author梁栋

*@version 1.0

*/

public class DSACoderTest{

//公钥

private byte[]publicKey；

//私钥

private byte[]privateKey；

/**

*初始化密钥

*@throws Exception

*/

@Before

public void initKey（）throws Exception{

Map＜String, Object＞keyMap=DSACoder.initKey（）；

publicKey=DSACoder.getPublicKey（keyMap）；

privateKey=DSACoder.getPrivateKey（keyMap）；

System.err.println（"公钥：\n"+Base64.encodeBase64String（publicKey））；

System.err.println（"私钥：\n"+Base64.encodeBase64String（privateKey））；

}

/**

*校验签名

*@throws Exception

*/

@Test

public void test（）throws Exception{

String inputStr="DSA数字签名"；

byte[]data=inputStr.getBytes（）；

//产生签名

byte[]sign=DSACoder.sign（data, privateKey）；

System.err.println（"签名：\r"+Hex.encodeHexString（sign））；

//验证签名

boolean status=DSACoder.verify（data, publicKey, sign）；

System.err.println（"状态：\r"+status）；

assertTrue（status）；

}

}

DSA算法的公钥长度略长于私钥，如下所示：

公钥：

MIIBuDCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2EbdSPO9EAMMeP4C2US

ZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClpJ+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fn

xqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmCouu

EC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZT+ZxBxCBgLRJ

FnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ7zKTxvqhRkImo

g9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoDgYUAAoGBAO/C7ZQWHB6bT1W9NAwTEK+VsMXHe7cphNPAY

Hhewy6kpNvfiuANtKF02FrmOtZ+N+sAC7GBrlviL5OBMdD/5j7/NeuMZsIMTjNZ4jLn5EzU/nuxbQPEhx

xIngXj/Wh4It43MVDYBo0Z+pqjPL2vS/QBh4z8rz4ezOYGGxV2B3mw

私钥：

MIIBTAIBADCCASwGByqGSM44BAEwggEfAoGBAP1/U4EddRIpUt9KnC7s5Of2Ebd

SPO9EAMMeP4C2USZpRV1AIlH7WT2NWPq/xfW6MPbLm1Vs14E7gB00b/JmYLdrmVClp

J+f6AR7ECLCT7up1/63xhv4O1fnxqimFQ8E+4P208UewwI1VBNaFpEy9nXzrith1yrv8iIDGZ3RSAHHAhUAl2BQjxUjC8yykrmC＆nbsp;

ouuEC/BYHPUCgYEA9+GghdabPd7LvKtcNrhXuXmUr7v6OuqC+VdMCz0HgmdRWVeOutRZ

T+ZxBxCBgLRJFnEj6EwoFhO3zwkyjMim4TwWeotUfI0o4KOuHiuzpnWRbqN/C/ohNWLx+2J6ASQ

7zKTxvqhRkImog9/hWuWfBpKLZl6Ae1UlZAFMO/7PSSoEFwIVAIB5fpdgw0p7LP/M8X9lVOidqLej

注意控制台输出的签名及验证结果，如下所示：

签名：

302d021409e9d5a41a479a2ec08151fd21b6965a8f7d803e0215008b18632b91b6cd1d07a9f8db40bc98a65144c89a

状态：

true

DSA算法签名长度与密钥长度无关，但可能与待签名数据存在某种关联。