【算法】Java实现PGP算法

本文涉及的产品
密钥管理服务KMS,1000个密钥,100个凭据,1个月
简介: PGP(Pretty Good Privacy)是一种广泛使用的加密和数字签名方案,用于保护电子邮件和文件的安全性。PGP使用对称加密、非对称加密和哈希算法的组合,提供了保密性、完整性和认证的功能。

1.什么是PGP算法?


PGP(Pretty Good Privacy)是一种广泛使用的加密和数字签名方案,用于保护电子邮件和文件的安全性。PGP使用对称加密、非对称加密和哈希算法的组合,提供了保密性、完整性和认证的功能。


PGP算法的主要组成部分包括:

1.对称加密:PGP使用对称加密算法(如AES、3DES等)来加密邮件和文件的内容。对称加密使用相同的密钥用于加密和解密,速度较快,适合处理大量数据。

2.非对称加密:PGP使用非对称加密算法(如RSA、ECC等)来加密和解密对称密钥。发送方使用接收方的公钥加密对称密钥,接收方使用自己的私钥解密对称密钥。非对称加密提供了安全的密钥交换和身份验证机制。

3.数字签名:PGP使用数字签名算法(如RSA、DSA等)来对消息进行签名。发送方使用自己的私钥对消息的哈希值进行签名,接收方使用发送方的公钥验证签名的有效性。数字签名提供了消息的完整性和认证。

4.哈希算法:PGP使用哈希算法(如SHA-1、SHA-256等)来计算消息的摘要。哈希算法将消息转换为固定长度的摘要,用于验证消息的完整性和防止篡改。


2.使用Java语言实现SHA算法加密


由于PGP算法较为复杂,我们可以使用Bouncy Castle库来实现PGP算法。可以从Bouncy Castle的官方网站下载到相应的jar包(https://www.bouncycastle.org/

import org.bouncycastle.bcpg.ArmoredOutputStream;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.openpgp.*;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcaPGPContentSignerBuilder;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcaPGPContentVerifierBuilderProvider;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePGPDataEncryptorBuilder;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePGPDataEncryptorBuilder.AES128;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePGPKeyEncryptionMethodGenerator;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePublicKeyDataDecryptorFactoryBuilder;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePublicKeyKeyEncryptionMethodGenerator;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePublicKeyKeyEncryptionMethodGenerator.AES128_CBC;
import org.bouncycastle.openpgp.operator.jcajce.JcePublicKeyKeyEncryptionMethodGenerator.RSA_GENERAL;
import org.bouncycastle.util.io.Streams;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
public class PGPExample {
    public static void main(String[] args) {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        try {
            // 生成密钥对
            KeyPair keyPair = generateKeyPair();
            // 发送方加密文件
            String inputFile = "plaintext.txt";
            String encryptedFile = "encrypted.pgp";
            encryptFile(inputFile, encryptedFile, keyPair.getPublic());
            // 接收方解密文件
            String decryptedFile = "decrypted.txt";
            decryptFile(encryptedFile, decryptedFile, keyPair.getPrivate());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static KeyPair generateKeyPair() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", "BC");
        keyPairGenerator.initialize(2048, new SecureRandom());
        return keyPairGenerator.generateKeyPair();
    }
    public static void encryptFile(String inputFile, String outputFile, PGPPublicKey publicKey) throws Exception {
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(inputFile);
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(outputFile);
        ArmoredOutputStream armoredOutputStream = new ArmoredOutputStream(outputStream);
        PGPEncryptedDataGenerator encryptedDataGenerator = new PGPEncryptedDataGenerator(new AES128());
        encryptedDataGenerator.addMethod(new JcePublicKeyKeyEncryptionMethodGenerator(publicKey));
        OutputStream encryptedOut = encryptedDataGenerator.open(armoredOutputStream, new byte[4096]);
        PGPCompressedDataGenerator compressedDataGenerator = new PGPCompressedDataGenerator(PGPCompressedDataGenerator.ZIP);
        OutputStream compressedOut = compressedDataGenerator.open(encryptedOut);
        PGPUtil.writeFileToLiteralData(compressedOut, PGPLiteralData.BINARY, inputStream, new byte[4096]);
        compressedOut.close();
        compressedDataGenerator.close();
        encryptedOut.close();
        encryptedDataGenerator.close();
        armoredOutputStream.close();
        outputStream.close();
        inputStream.close();
    }
    public static void decryptFile(String inputFile, String outputFile, PGPSecretKey privateKey) throws Exception {
        FileInputStream inputStream = new FileInputStream(inputFile);
        FileOutputStream outputStream = new FileOutputStream(outputFile);
        PGPObjectFactory objectFactory = new PGPObjectFactory(PGPUtil.getDecoderStream(inputStream), new JcaKeyFingerprintCalculator());
        PGPEncryptedDataList encryptedDataList;
        Object object = objectFactory.nextObject();
        if (object instanceof PGPEncryptedDataList) {
            encryptedDataList = (PGPEncryptedDataList) object;
        } else {
            encryptedDataList = (PGPEncryptedDataList) objectFactory.nextObject();
        }
        PGPPublicKeyEncryptedData encryptedData = (PGPPublicKeyEncryptedData) encryptedDataList.get(0);
        PGPPrivateKey privateKey = findPrivateKey(privateKey, encryptedData.getKeyID(), "password".toCharArray());
        InputStream decryptedStream = encryptedData.getDataStream(new JcePublicKeyDataDecryptorFactoryBuilder().setProvider("BC").build(privateKey));
        PGPObjectFactory decryptedObjectFactory = new PGPObjectFactory(decryptedStream, new JcaKeyFingerprintCalculator());
        Object messageObject = decryptedObjectFactory.nextObject();
        if (messageObject instanceof PGPCompressedData) {
            PGPCompressedData compressedData = (PGPCompressedData) messageObject;
            PGPObjectFactory decompressedObjectFactory = new PGPObjectFactory(compressedData.getDataStream(), new JcaKeyFingerprintCalculator());
            messageObject = decompressedObjectFactory.nextObject();
        }
        PGPLiteralData literalData = (PGPLiteralData) messageObject;
        InputStream literalDataStream = literalData.getInputStream();
        Streams.pipeAll(literalDataStream, outputStream);
        literalDataStream.close();
        outputStream.close();
        decryptedStream.close();
        inputStream.close();
    }
    public static PGPPrivateKey findPrivateKey(PGPSecretKey secretKey, long keyID, char[] passPhrase) throws PGPException, NoSuchProviderException {
        PBESecretKeyDecryptor decryptor = new JcePBESecretKeyDecryptorBuilder().setProvider("BC").build(passPhrase);
        return secretKey.extractPrivateKey(decryptor);
    }
}

该示例展示了如何使用Bouncy Castle库来实现PGP算法。它包括生成密钥对、使用公钥加密文件和使用私钥解密文件的示例代码。在实际应用中,还需要适当处理异常和错误情况,并根据具体需求进行适当的配置和调整。

相关文章
|
1月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
这篇文章详细介绍了Dijkstra和Floyd算法,这两种算法分别用于解决单源和多源最短路径问题,并且提供了Java语言的实现代码。
70 3
数据结构与算法细节篇之最短路径问题:Dijkstra和Floyd算法详细描述,java语言实现。
|
3月前
|
负载均衡 NoSQL 算法
一天五道Java面试题----第十天(简述Redis事务实现--------->负载均衡算法、类型)
这篇文章是关于Java面试中Redis相关问题的笔记,包括Redis事务实现、集群方案、主从复制原理、CAP和BASE理论以及负载均衡算法和类型。
一天五道Java面试题----第十天(简述Redis事务实现--------->负载均衡算法、类型)
|
3月前
|
搜索推荐 算法 Java
手写快排:教你用Java写出高效排序算法!
快速排序(QuickSort)是经典的排序算法之一,基于分治思想,平均时间复杂度为O(n log n),广泛应用于各种场合。在这篇文章中,我们将手写一个Java版本的快速排序,从基础实现到优化策略,并逐步解析代码背后的逻辑。
153 1
|
1月前
|
算法 搜索推荐 Java
java 后端 使用 Graphics2D 制作海报,画echarts图,带工具类,各种细节:如头像切割成圆形,文字换行算法(完美实验success),解决画上文字、图片后不清晰问题
这篇文章介绍了如何使用Java后端技术,结合Graphics2D和Echarts等工具,生成包含个性化信息和图表的海报,并提供了详细的代码实现和GitHub项目链接。
107 0
java 后端 使用 Graphics2D 制作海报,画echarts图,带工具类,各种细节:如头像切割成圆形,文字换行算法(完美实验success),解决画上文字、图片后不清晰问题
|
1月前
|
算法 Java 数据中心
探讨面试常见问题雪花算法、时钟回拨问题,java中优雅的实现方式
【10月更文挑战第2天】在大数据量系统中,分布式ID生成是一个关键问题。为了保证在分布式环境下生成的ID唯一、有序且高效,业界提出了多种解决方案,其中雪花算法(Snowflake Algorithm)是一种广泛应用的分布式ID生成算法。本文将详细介绍雪花算法的原理、实现及其处理时钟回拨问题的方法,并提供Java代码示例。
73 2
|
1月前
|
算法 Java Linux
java制作海报一:java使用Graphics2D 在图片上写字,文字换行算法详解
这篇文章介绍了如何在Java中使用Graphics2D在图片上绘制文字,并实现自动换行的功能。
105 0
|
1月前
|
算法 Java 测试技术
数据结构 —— Java自定义代码实现顺序表,包含测试用例以及ArrayList的使用以及相关算法题
文章详细介绍了如何用Java自定义实现一个顺序表类,包括插入、删除、获取数据元素、求数据个数等功能,并对顺序表进行了测试,最后还提及了Java中自带的顺序表实现类ArrayList。
22 0
|
3月前
|
设计模式 缓存 算法
揭秘策略模式:如何用Java设计模式轻松切换算法?
【8月更文挑战第30天】设计模式是解决软件开发中特定问题的可重用方案。其中,策略模式是一种常用的行为型模式,允许在运行时选择算法行为。它通过定义一系列可互换的算法来封装具体的实现,使算法的变化与客户端分离。例如,在电商系统中,可以通过定义 `DiscountStrategy` 接口和多种折扣策略类(如 `FidelityDiscount`、`BulkDiscount` 和 `NoDiscount`),在运行时动态切换不同的折扣逻辑。这样,`ShoppingCart` 类无需关心具体折扣计算细节,只需设置不同的策略即可实现灵活的价格计算,符合开闭原则并提高代码的可维护性和扩展性。
66 2
|
3月前
|
安全 算法 Java
java系列之~~网络通信安全 非对称加密算法的介绍说明
这篇文章介绍了非对称加密算法,包括其定义、加密解密过程、数字签名功能,以及与对称加密算法的比较,并解释了非对称加密在网络安全中的应用,特别是在公钥基础设施和信任网络中的重要性。
|
3月前
|
搜索推荐 算法 Java
经典排序算法之-----选择排序(Java实现)
这篇文章通过Java代码示例详细解释了选择排序算法的实现过程,包括算法的基本思想、核心代码、辅助函数以及测试结果,展示了如何通过选择排序对数组进行升序排列。
经典排序算法之-----选择排序(Java实现)