RSA加密Socket傳輸文件、簽名

轉自 CSDN /dyyaries

（一）

RSA加密分爲公鑰加密和私鑰解密以及可能的數字簽名。

公鑰、私鑰分居客戶端和服務器端，分別用於加密和解密。同時，私鑰還用於簽名，公鑰還用於驗證簽名。

解密加密用到JDK中Java.security、javax.crypto兩個包中相關的接口和類

1.生成密鑰的代碼

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print?

SecureRandom sr = new SecureRandom();
KeyPairGenerator kg = KeyPairGenerator.getInstance(”RSA”);
// 注意密鑰大小最好爲1024,否則解密會有亂碼情況.
kg.initialize(1024, sr);
KeyPair kp = kg.generateKeyPair();
String privateKeyName = keyFile.substring(0,keyFile.lastIndexOf(“.”))+“_private”+keyFile.substring(keyFile.lastIndexOf(“.”));
String publicKeyName = keyFile.substring(0,keyFile.lastIndexOf(“.”))+“_public”+keyFile.substring(keyFile.lastIndexOf(“.”));
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(privateKeyName);
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
// 生成私鑰
oos.writeObject(kp.getPrivate());
oos.close();
//生成公鑰
fos = new FileOutputStream(publicKeyName);
oos = new ObjectOutputStream(fos);
oos.writeObject(kp.getPublic());
oos.close();

SecureRandom sr = new SecureRandom();
    KeyPairGenerator kg = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
    // 注意密鑰大小最好爲1024,否則解密會有亂碼情況.
    kg.initialize(1024, sr);
    KeyPair kp = kg.generateKeyPair();

    String privateKeyName = keyFile.substring(0,keyFile.lastIndexOf("."))+"_private"+keyFile.substring(keyFile.lastIndexOf("."));
    String publicKeyName = keyFile.substring(0,keyFile.lastIndexOf("."))+"_public"+keyFile.substring(keyFile.lastIndexOf("."));
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream(privateKeyName);
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
    // 生成私鑰
    oos.writeObject(kp.getPrivate());
    oos.close();

    //生成公鑰
    fos = new FileOutputStream(publicKeyName);
    oos = new ObjectOutputStream(fos);
    oos.writeObject(kp.getPublic());
    oos.close();

2.加密、解密

（RSA加密速度比較慢，原因是每次只能爲最多117 bytes加密，加密之後爲128 Bytes）

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print?

//加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(”RSA/ECB/PKCS1Padding”);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, (PublicKey)getKey(keyFile,”public”));
return cipher.doFinal(text);
//加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance(”RSA/ECB/PKCS1Padding”);
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, (PrivateKey)getKey(keyFile,”private”));
return cipher.doFinal(text);

//加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, (PublicKey)getKey(keyFile,"public"));
return cipher.doFinal(text);
//加密
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding");
cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, (PrivateKey)getKey(keyFile,"private"));
return cipher.doFinal(text);

3.數字簽名

用私鑰進行數字簽名，用於服務器端驗證客戶端數據是否是正確數據。

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print?

public byte[] getSignature(byte[] cipherText){
try {
coder = new RSASecurityCoder();
Signature sig = Signature.getInstance(”SHA1withRSA”);
PrivateKey privateKey = (PrivateKey)coder.getKey(this.key, “private”);
sig.initSign(privateKey);
sig.update(cipherText);
return sig.sign();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
public boolean verifySignature(byte[] cipherText,byte[] signature){
try {
coder = new RSASecurityCoder();
Signature sig = Signature.getInstance(”SHA1withRSA”);
PublicKey publicKey = (PublicKey)coder.getKey(this.key, “public”);
sig.initVerify(publicKey);
sig.update(cipherText);
return sig.verify(signature);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return false;
}

        public byte[] getSignature(byte[] cipherText){
        try {
            coder = new RSASecurityCoder();
            Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
            PrivateKey privateKey = (PrivateKey)coder.getKey(this.key, "private");
            sig.initSign(privateKey);
            sig.update(cipherText);
            return sig.sign();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public boolean verifySignature(byte[] cipherText,byte[] signature){
        try {
            coder = new RSASecurityCoder();
            Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
            PublicKey publicKey = (PublicKey)coder.getKey(this.key, "public");
            sig.initVerify(publicKey);
            sig.update(cipherText);
            return sig.verify(signature);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

數字簽名是在客戶端進行，所用的私鑰不是和用於加密的公鑰成對的。

也就是說這樣的通信要在客戶端保存有服務器端的公鑰和本地的私鑰，而服務器端應該保存有本地的私鑰和客戶端的公鑰。

（二）

服務器端採用多線程方式並行處理傳輸請求以提高效率。

因爲我想用JavaServiceWrapper將程序作爲windows服務運行，所以main方法中需接收一些參數，比如端口、密鑰文件位置、文件存放路徑等。

1.從main方法接受配置參數

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for(String arg : args){
String argName = arg.substring(0,arg.indexOf(“:”)).trim();
String argValue = arg.substring(arg.indexOf(”:”)+1).trim();
if(argName.equals(“rsa_private”)){
privateKey = argValue;
}else if(argName.equals(“rsa_public”)){
publicKey = argValue;
}else if(argName.equals(“port”)){
port = Integer.parseInt(argValue);
}else if(argName.equals(“file_dir”)){
file_dir = argValue;
}
}

for(String arg : args){
            String argName = arg.substring(0,arg.indexOf(":")).trim();
            String argValue = arg.substring(arg.indexOf(":")+1).trim();
            if(argName.equals("rsa_private")){
                privateKey = argValue;
            }else if(argName.equals("rsa_public")){
                publicKey = argValue;
            }else if(argName.equals("port")){
                port = Integer.parseInt(argValue);
            }else if(argName.equals("file_dir")){
                file_dir = argValue;
            }
        }

2.初始化解密、簽名類實例

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print?

RSASecurityCoder coder = new RSASecurityCoder(privateKey);
RSASecuritySignature sign = new RSASecuritySignature(publicKey);

RSASecurityCoder coder = new RSASecurityCoder(privateKey);
RSASecuritySignature sign = new RSASecuritySignature(publicKey);

3.建立服務器

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print?

private static void runServer(String[] args){
long start = System.currentTimeMillis();
//獲取配置參數
for(String arg : args){
String argName = arg.substring(0,arg.indexOf(“:”)).trim();
String argValue = arg.substring(arg.indexOf(”:”)+1).trim();
if(argName.equals(“rsa_private”)){
privateKey = argValue;
}else if(argName.equals(“rsa_public”)){
publicKey = argValue;
}else if(argName.equals(“port”)){
port = Integer.parseInt(argValue);
}else if(argName.equals(“file_dir”)){
file_dir = argValue;
}
}
//配置
coder = new RSASecurityCoder(privateKey);
sign = new RSASecuritySignature(publicKey);
//啓動服務器
System.out.println(”服務器啓動中…”);
try {
ss = new ServerSocket(port);
clientCount = 0;
} catch (NumberFormatException e) {
System.err.println(”端口配置錯誤”);
} catch (IOException e) {
System.err.println(”服務器在端口”+port+“啓動失敗”);
}
//文件存放目錄
dir = new File(file_dir);
if(!dir.exists()){
dir.mkdir();
}
System.out.println(”服務器已啓動，端口： ”+port);
//計算啓動時間
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println(”共消耗 ”+(end-start)+“ ms.”);
//接收數據
while(true){
try {
if(ss == null){
ss = new ServerSocket(port);
clientCount = 0;
}
Socket socket = ss.accept();
clientCount += 1;
System.out.println(”有新的連接,當前總連接數：”+clientCount);
Thread th = new Thread(new ServerProcessor(socket));
th.start();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

private static void runServer(String[] args){
        long start = System.currentTimeMillis();
        //獲取配置參數
        for(String arg : args){
            String argName = arg.substring(0,arg.indexOf(":")).trim();
            String argValue = arg.substring(arg.indexOf(":")+1).trim();
            if(argName.equals("rsa_private")){
                privateKey = argValue;
            }else if(argName.equals("rsa_public")){
                publicKey = argValue;
            }else if(argName.equals("port")){
                port = Integer.parseInt(argValue);
            }else if(argName.equals("file_dir")){
                file_dir = argValue;
            }
        }

        //配置 
        coder = new RSASecurityCoder(privateKey);
        sign = new RSASecuritySignature(publicKey);
        //啓動服務器
        System.out.println("服務器啓動中...");
        try {
            ss = new ServerSocket(port);
            clientCount = 0;
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.err.println("端口配置錯誤");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("服務器在端口"+port+"啓動失敗");
        }

        //文件存放目錄
        dir = new File(file_dir);
        if(!dir.exists()){
            dir.mkdir();
        }
        System.out.println("服務器已啓動，端口： "+port);
        //計算啓動時間
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("共消耗 "+(end-start)+" ms.");

        //接收數據
        while(true){
            try {
                if(ss == null){
                    ss = new ServerSocket(port); 
                    clientCount = 0;
                }
                Socket socket = ss.accept();
                clientCount += 1;
                System.out.println("有新的連接,當前總連接數："+clientCount);
                Thread th = new Thread(new ServerProcessor(socket));
                th.start();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

4.建立線程類ServerProcessor處理每個文件

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print?

static class ServerProcessor extends Thread{
private Socket socket;
private InputStream in;
private String filename;
private long totalBytes;
private File file;
private FileOutputStream fos;
public ServerProcessor(Socket socket){
this.socket = socket;
}
@Override
public void run(){
try {
in = socket.getInputStream();
DataInputStream dis = new DataInputStream(in);
filename = dis.readUTF(); //讀取文件名
totalBytes = dis.readLong(); //讀取文件大小
file = new File(dir,filename);
fos = new FileOutputStream(file);
//FileOutputStream fos = new FileOutputStream(File.createTempFile(filename, null, dir));
//輸出日誌
//RSA加密以128 bytes位單位，一次最多加密117bytes.
byte[] buf = new byte[128];
int available;
while((available = in.read(buf)) != -1){
//讀取簽名
byte[] signature = buf;
//讀取數據
buf = new byte[128];
available = in.read(buf);
byte[] availableBytes = null;
if(available == buf.length){
availableBytes = buf;
}else{
availableBytes = new byte[available];
for (int i = 0; i < available; i++) {
availableBytes[i] = (Byte) buf[i];
}
}
//驗證數據簽名
boolean flag = sign.verifySignature(availableBytes, signature);
//寫入數據
if(flag){
//count += availableBytes.length;
fos.write(coder.decrypt(availableBytes));
//System.out.println(“”+count+” bytes received”);
}
}
fos.close();
socket.shutdownInput();
clientCount -= 1;
System.out.println(”有連接斷開，當前總連接數：”+clientCount);
System.out.println(new SimpleDateFormat(“[yyyy-MM-DD HH:mm:ss ]”).format(new Date())
+filename+” 接收完畢. 大小 ”+(totalBytes/1024)+“ kb，保存路徑：”+dir.getAbsolutePath());
} catch (NumberFormatException e) {
System.err.println(”端口配置錯誤”);
e.printStackTrace();
} catch (FileNotFoundException e) {
System.err.println(”文件沒找到，文件名：”+filename+“，可能是因爲讀取socket數據失敗”);
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
System.err.println(”文件讀/寫錯誤”);
try {
fos.close();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
file.delete();
e.printStackTrace();
}
}
}

static class ServerProcessor extends Thread{
        private Socket socket;
        private InputStream in;
        private String filename;
        private long totalBytes;
        private File file;
        private FileOutputStream fos;
        public ServerProcessor(Socket socket){
            this.socket = socket;
        }
        @Override
        public void run(){
            try {
                in = socket.getInputStream();
                DataInputStream dis = new DataInputStream(in);
                filename = dis.readUTF();         //讀取文件名
                totalBytes = dis.readLong();      //讀取文件大小 
                file = new File(dir,filename);
                fos = new FileOutputStream(file);
                //FileOutputStream fos = new FileOutputStream(File.createTempFile(filename, null, dir));
                //輸出日誌

                //RSA加密以128 bytes位單位，一次最多加密117bytes.
                byte[] buf = new byte[128];
                int available;
                while((available = in.read(buf)) != -1){
                    //讀取簽名
                    byte[] signature = buf;
                    //讀取數據
                    buf = new byte[128];
                    available = in.read(buf);
                    byte[] availableBytes = null;
                    if(available == buf.length){
                        availableBytes = buf;
                    }else{
                        availableBytes = new byte[available];
                        for (int i = 0; i < available; i++) {
                            availableBytes[i] = (Byte) buf[i];
                        }
                    }

                    //驗證數據簽名
                    boolean flag = sign.verifySignature(availableBytes, signature);
                    //寫入數據
                    if(flag){
                        //count += availableBytes.length;
                        fos.write(coder.decrypt(availableBytes));
                        //System.out.println(""+count+" bytes received");
                    }
                }
                fos.close();
                socket.shutdownInput();
                clientCount -= 1;
                System.out.println("有連接斷開，當前總連接數："+clientCount);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("[yyyy-MM-DD HH:mm:ss ]").format(new Date())
                    +filename+" 接收完畢. 大小 "+(totalBytes/1024)+" kb，保存路徑："+dir.getAbsolutePath());
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.err.println("端口配置錯誤");
                e.printStackTrace();
            } catch (FileNotFoundException e) {
                System.err.println("文件沒找到，文件名："+filename+"，可能是因爲讀取socket數據失敗");
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                System.err.println("文件讀/寫錯誤");
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e1) {
                    e1.printStackTrace();
                }
                file.delete();
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

main方法

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print?

public static void main(String[] args) {
runServer(args);
}

public static void main(String[] args) {

        runServer(args);

    }

（三）

接下來是客戶端類CoderClient的編寫。

1.配置信息

首先配置如下信息，包括服務器地址、端口、密鑰文件位置.

conf.properties

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print?

#configure private key on server
rsa_private=d:/rsa1_private.key
#public key from client
rsa_public=d:/rsa_public.key
#server
server=127.0.0.1
#server port
port=888

#configure private key on server
rsa_private=d:/rsa1_private.key

#public key from client rsa_public=d:/rsa_public.key #server server=127.0.0.1 #server port port=888

2.發送文件

編寫發送文件的方法,其中byte[] buf=new byte[117]的原因是RSA加密算法支持的最大字節數爲117，而加密後變成128位，所以服務器端解密的時候可以使用128bytes的buf讀取文件。

[java] view plain copy

print?

public boolean send(String filename){
try {
File f = new File(filename);
fis = new FileInputStream(filename);
byte[] buf = new byte[117];
int available;
socket = new Socket(server,port);
os = socket.getOutputStream();
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
dos.writeUTF(f.getName()); //寫入文件名
dos.writeLong(f.length()); //寫入文件大小
while((available = fis.read(buf)) != -1){
byte[] availableBytes = null;
if(available == buf.length){
availableBytes = buf;
}else{
availableBytes = new byte[available];
for (int i = 0; i < available; i++) {
availableBytes[i] = (byte) buf[i];
}
}
byte[] cipherText = coder.encrypt(availableBytes);
byte[] signature = sign.getSignature(cipherText);
os.write(signature);
os.write(cipherText);
//count += cipherText.length;
//System.out.println(“send ”+count+” bytes”);
}
socket.shutdownOutput();
fis.close();
return true;
} catch (FileNotFoundException e) {
log.error(”文件”+filename+“ 未找到”);
} catch (UnknownHostException e) {
log.error(”未知主機:”+server);
} catch (IOException e) {
log.error(”文件讀/寫錯誤，可能是因爲遠程主機無響應”);
}
return false;
}

public boolean send(String filename){
        try {
            File f = new File(filename);
            fis = new FileInputStream(filename);
            byte[] buf = new byte[117];
            int available;
            socket = new Socket(server,port);
            os = socket.getOutputStream();
            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
            dos.writeUTF(f.getName()); //寫入文件名
            dos.writeLong(f.length()); //寫入文件大小
            while((available = fis.read(buf)) != -1){
                byte[] availableBytes = null;
                if(available == buf.length){
                    availableBytes = buf;
                }else{
                    availableBytes = new byte[available];
                    for (int i = 0; i < available; i++) {
                        availableBytes[i] = (byte) buf[i];
                    }
                }
                byte[] cipherText = coder.encrypt(availableBytes);
                byte[] signature = sign.getSignature(cipherText);
                os.write(signature);
                os.write(cipherText);
                //count += cipherText.length;
                //System.out.println("send "+count+" bytes");
            }
            socket.shutdownOutput();
            fis.close();
            return true;
        } catch (FileNotFoundException e) {
            log.error("文件"+filename+" 未找到");
        } catch (UnknownHostException e) {
            log.error("未知主機:"+server);
        } catch (IOException e) {
            log.error("文件讀/寫錯誤，可能是因爲遠程主機無響應");
        }
        return false;
    }

3.多線程

爲了測試多線程處理效果，可以將客戶端繼承於Thread，在重寫的run方法中調用 send(String file)方法

[java] view plain copy

print?

@Override
public void run() {
send(this.file);
}

@Override
    public void run() {
        send(this.file);
    }

4.模擬多客戶端

main中的測試可以這樣來模擬多個客戶端同時向服務器傳輸文件

[java] view plain copy

print?

File dir = new File(“E://files//demo//”);
File[] files = dir.listFiles();
for(int i=0; i<files.length; i++){
Thread th = new Thread(new CoderClient(files[i].getAbsolutePath()));
th.start();
}

File dir = new File("E://files//demo//");
        File[] files = dir.listFiles();

        for(int i=0; i<files.length; i++){
            Thread th = new Thread(new CoderClient(files[i].getAbsolutePath()));
            th.start();
        }

（四）

最後用JavaServiceWrapper把服務器端程序做成windows服務自動運行。

可以到http://wrapper.tanukisoftware.com/doc/english/download.jsp這裏下載到wrapper-windows-x86-32-3.2.3.zip

首先，在本地建立一個文件夾，其中建立bin、lib、conf和logs目錄。

解壓wrapper-windows-x86-32-3.2.3.zip到本地,暫且把解壓後的文件夾叫做wrapper_home.

1.將wrapper_home/bin/wrapper.exe拷貝至你的bin文件夾中，然後拷貝wrapper_home/src/bin中的App.bat.in、InstallApp-NT.bat.in和UninstallApp-NT.bat.in到
你的bin文件夾並將.in後綴去掉。
2.將wrapper_homw/lib/中的wrapper.dll和wrapper.jar拷貝至你的lib文件夾，並將你的可執行服務器端jar程序放到這裏，暫且假定爲server.jar.
3.將wrapper_home/src/bin/conf中的wrapper.conf.in拷貝至你的conf文件夾並去掉.in後綴。
4.修改wrapper.conf配置。要修改的地方我貼到下面列表：

[java] view plain copy

print?

# Java Application （和配置jdk環境變量類型）
wrapper.java.command=D:/installed app/Java/jdk1.6.0_13/bin/java
# Java Classpath (include wrapper.jar) Add class path elements as （本來是指向 ../lib/testwrapper.jar的，改成你要啓動的server.jar）
wrapper.java.classpath.1=../lib/server.jar
# Application parameters. Add parameters as needed starting from 1 （這些是中要傳入的參數,第一行是java程序入口，後面是main方法參數）
wrapper.app.parameter.1=com.vantasia.common.server.RSAServer
wrapper.app.parameter.2=rsa_private:d:/rsa_private.key
wrapper.app.parameter.3=rsa_public:d:/rsa1_public.key
wrapper.app.parameter.4=port:888
wrapper.app.parameter.5=file_dir:d:/files/
# 日誌
wrapper.logfile.maxsize=3m
#服務名描述等
wrapper.ntservice.name=MyServer
wrapper.ntservice.displayname=MyServer
wrapper.ntservice.description=socket My server

# Java Application （和配置jdk環境變量類型）
wrapper.java.command=D:/installed app/Java/jdk1.6.0_13/bin/java

# Java Classpath (include wrapper.jar) Add class path elements as （本來是指向 ../lib/testwrapper.jar的，改成你要啓動的server.jar） wrapper.java.classpath.1=../lib/server.jar # Application parameters. Add parameters as needed starting from 1 （這些是中要傳入的參數,第一行是java程序入口，後面是main方法參數） wrapper.app.parameter.1=com.vantasia.common.server.RSAServer wrapper.app.parameter.2=rsa_private:d:/rsa_private.key wrapper.app.parameter.3=rsa_public:d:/rsa1_public.key wrapper.app.parameter.4=port:888 wrapper.app.parameter.5=file_dir:d:/files/ # 日誌 wrapper.logfile.maxsize=3m #服務名描述等 wrapper.ntservice.name=MyServer wrapper.ntservice.displayname=MyServer wrapper.ntservice.description=socket My server 最後到你的bin文件夾運行App.bat可以運行你的文件服務器。

服務器啓動後可以運行客戶端測試一下。。。

到此，一個簡單的文件加密傳輸小例子就寫好了。。。

謝謝大家~！

RSA加密Socket傳輸文件、簽名

RSA加密Socket傳輸文件、簽名

（一）

1.生成密鑰的代碼

2.加密、解密

3.數字簽名

（二）

1.從main方法接受配置參數

2.初始化解密、簽名類實例

3.建立服務器

4.建立線程類ServerProcessor處理每個文件

（三）

1.配置信息

2.發送文件

3.多線程

4.模擬多客戶端

（四）

.NET開源強大、易於使用的緩存框架 - FusionCache

Android應對進程被殺死--Service（二）

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文件夾的創建，刪除，重命名，怎麼同時創建多個文件夾

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