Java – デジタル署名の例
非対称暗号化の例
では、暗号化における公開鍵ペアの使用について説明しました。公開鍵インフラストラクチャのもう1つの重要な用途は、デジタル署名です。デジタル署名は、1つの重要な違いを持つ手書き署名のデジタル同等物です。彼らは一意ではなく、メッセージの産物として来ます。
A valid digital signature gives a recipient reason to believe that the
message was created by a known sender (
authentication
), that the
sender cannot deny having sent the message (
non-repudiation
), and that
the message was not altered in transit (
integrity
). (Source:
Wikipedia
)
1.公開鍵と秘密鍵のペアを生成する
公開鍵と秘密鍵のペアを生成するコードは、
Asymmetric Cryptographyの例
で使用されているものと同じですが、手順1を参照するか、すべてのソースを含む記事 –
GenerateKeys.java
2.メッセージに署名する
次にメッセージを書いて署名しなければなりません。メッセージとシグネチャは別々のファイルにすることができますが、この例では、それらを
byte[]`の `List`に追加し、
Object`としてファイルに書き込みます。
Message.java
package com.techfou.sender;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.security.InvalidKeyException;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.PrivateKey;
import java.security.Signature;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import javax.swing.JOptionPane;
public class Message {
private List<byte[]> list;
//The constructor of Message class builds the list that will be written to the file.
//The list consists of the message and the signature.
public Message(String data, String keyFile) throws InvalidKeyException, Exception {
list = new ArrayList<byte[]>();
list.add(data.getBytes());
list.add(sign(data, keyFile));
}
//The method that signs the data using the private key that is stored in keyFile path
public byte[]sign(String data, String keyFile) throws InvalidKeyException, Exception{
Signature rsa = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
rsa.initSign(getPrivate(keyFile));
rsa.update(data.getBytes());
return rsa.sign();
}
//Method to retrieve the Private Key from a file
public PrivateKey getPrivate(String filename) throws Exception {
byte[]keyBytes = Files.readAllBytes(new File(filename).toPath());
PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
return kf.generatePrivate(spec);
}
//Method to write the List of byte[]to a file
private void writeToFile(String filename) throws FileNotFoundException, IOException {
File f = new File(filename);
f.getParentFile().mkdirs();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filename));
out.writeObject(list);
out.close();
System.out.println("Your file is ready.");
}
public static void main(String[]args) throws InvalidKeyException, IOException, Exception{
String data = JOptionPane.showInputDialog("Type your message here");
new Message(data, "MyKeys/privateKey").writeToFile("MyData/SignedData.txt");
}
}
出力:
Your file is ready.
3.署名を確認する
受信者はファイル
（彼はそれが2バイト配列の `リスト`であることを知っています;メッセージと署名）
があり、そのメッセージが事前共有された公開鍵で期待されるソースから来たものであることを検証したい。
VerifyMessage.java
package com.techfou.receiver;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.nio.file.Files;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.PublicKey;
import java.security.Signature;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.List;
public class VerifyMessage {
private List<byte[]> list;
@SuppressWarnings("unchecked")
//The constructor of VerifyMessage class retrieves the byte arrays from the File
//and prints the message only if the signature is verified.
public VerifyMessage(String filename, String keyFile) throws Exception {
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filename));
this.list = (List<byte[]>) in.readObject();
in.close();
System.out.println(verifySignature(list.get(0), list.get(1), keyFile) ? "VERIFIED MESSAGE" +
"\n----------------\n" + new String(list.get(0)) : "Could not verify the signature.");
}
//Method for signature verification that initializes with the Public Key,
//updates the data to be verified and then verifies them using the signature
private boolean verifySignature(byte[]data, byte[]signature, String keyFile) throws Exception {
Signature sig = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
sig.initVerify(getPublic(keyFile));
sig.update(data);
return sig.verify(signature);
}
//Method to retrieve the Public Key from a file
public PublicKey getPublic(String filename) throws Exception {
byte[]keyBytes = Files.readAllBytes(new File(filename).toPath());
X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(keyBytes);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("RSA");
return kf.generatePublic(spec);
}
public static void main(String[]args) throws Exception{
new VerifyMessage("MyData/SignedData.txt", "MyKeys/publicKey");
}
}
出力:
VERIFIED MESSAGE ---------------- こんにちはmkyong.comから！
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