Java - 在 KeyStore 中存储 key 对

Question

我正在实现一个混合加密项目，并且我已经为发送者和接收者 key (私有(private)和公共(public))生成了 2 个 key 对。我将这些 key 保存在一个文件中。

key 对生成代码

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileWriter;
import java.security.Key;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;

import Decoder.BASE64Encoder;

public class GenerateRSAKeys{

    public static void main(String[] args)
    {



        String publicKeyFilename = null;
        String privateKeyFilename = null;

        publicKeyFilename = "C:\\Users\\imjme1\\Desktop\\Work_backup\\FMS\\EPM_FILE_ENCRYPTION\\NIFT_SOLUTION\\sender_keys\\receiver_publicKey";
        privateKeyFilename = "C:\\Users\\imjme1\\Desktop\\Work_backup\\FMS\\EPM_FILE_ENCRYPTION\\NIFT_SOLUTION\\sender_keys\\receiver_privateKey";

        GenerateRSAKeys generateRSAKeys = new GenerateRSAKeys();

        generateRSAKeys.generate(publicKeyFilename, privateKeyFilename);

    }

    private void generate (String publicKeyFilename, String privateFilename){

        try {

            Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());

            // Create the public and private keys
            KeyPairGenerator generator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", "BC");
            BASE64Encoder b64 = new BASE64Encoder();

            SecureRandom random = createFixedRandom();
            generator.initialize(1024, random);

            KeyPair pair = generator.generateKeyPair();
            Key pubKey = pair.getPublic();
            Key privKey = pair.getPrivate();

            System.out.println("publicKey : " + b64.encode(pubKey.getEncoded()));
            System.out.println("privateKey : " + b64.encode(privKey.getEncoded()));

            BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter(publicKeyFilename));
            out.write(b64.encode(pubKey.getEncoded()));
            out.close();

            out = new BufferedWriter(new FileWriter(privateFilename));
            out.write(b64.encode(privKey.getEncoded()));
            out.close();


        }
        catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
    }

    public static SecureRandom createFixedRandom()
    {
        return new FixedRand();
    }

    private static class FixedRand extends SecureRandom {

        MessageDigest sha;
        byte[] state;

        FixedRand() {
            try
            {
                this.sha = MessageDigest.getInstance("SHA-1");
                this.state = sha.digest();
            }
            catch (NoSuchAlgorithmException e)
            {
                throw new RuntimeException("can't find SHA-1!");
            }
        }

        public void nextBytes(byte[] bytes){

            int    off = 0;

            sha.update(state);

            while (off < bytes.length)
            {                
                state = sha.digest();

                if (bytes.length - off > state.length)
                {
                    System.arraycopy(state, 0, bytes, off, state.length);
                }
                else
                {
                    System.arraycopy(state, 0, bytes, off, bytes.length - off);
                }

                off += state.length;

                sha.update(state);
            }
        }
    }

}

现在，我需要保护这些 key (可能不是直接位于任何磁盘上)。

我在网上搜索过这个案例；将 key 保存到 key 存储中是保护 key 的方法，并在读取用于加密和解密的 key 时使用相同的 key 存储。

有人可以建议我如何在 key 存储中保存公钥和私钥以及如何在java中读取它吗？

Answer 1

Java KeyStore API (和底层提供程序)不支持存储 key 对——即私钥和公钥(然后可用于加密和验证等公钥操作)。它确实支持存储私钥和公​​钥的证书链。证书链只能包含一个证书，特别是当该证书是自签名证书时(根据定义，它本身就是一个链)。这正是命令行 keytool -genkeypair 的作用:它生成一个 key 对，并将私钥以及公钥的自签名证书存储在(指定或默认) keystore 文件中。

如果您仅使用“标准”JRE，则在代码中创建自签名(或其他)证书并不容易。

但是，如果您添加了 BouncyCaSTLe，正如您显然所做的那样，或者您发布的代码将无法工作，那么它具有许多适用的功能。有关仅使用 bcprov(旧的、已弃用的 X509V3CertificateGenerator)生成证书的简单示例，请参阅我的 JAVA API to create a keystore and attaching a csr and keypair to it -- 但按照我在那里建议但没有显示的操作:不要先创建不需要的 CSR，而是使用所需的名称和公钥创建证书。

更好的是，如果您还拥有或可以获得 bcpkix，请使用 X509v3CertificateBuilder。请参阅 Self signed X509 Certificate with Bouncy Castle in Java 中的示例和 Generating X509 Certificate using Bouncy Castle Java 。

要写出和读回包含此数据的 keystore 文件，只需参阅上面链接的 Javadoc。注意 Java 传统上默认为 JKS 格式文件，您会在这里和网络上的其他地方找到许多旧的答案，这些答案都假设，但自 2017 年 Java 9 开始，它默认为 PKCS12 格式，这不仅是标准的，因此(大多数情况下)可互操作，而且更安全(使用更好的 PBKDF 算法)。

但是，您的代码使用了完全伪造的随机生成器，因此每次都会生成相同的 key 对。鉴于此，实际上没有必要存储它，因为您可以随时重新生成它。事实上，即使拥有这个 key 对也没有任何好处，因为它根本不提供任何安全性。