使用java进行SSL证书的签名与签验

一、签名与签验的含义

签名：客户端使用私钥对字符串加密，得到一个加密后的字符串

签验（签名验证）：服务端使用公钥对字符串加密，验证加密后的字符串是否和客户端签名后一样

二、创建私钥、证书等文件

在linux中执行一下命令，生成所需的各个文件

1.手动生成私钥
openssl genrsa -des3 -passout pass:123456 -out  2048

2.生成pkcs8
openssl pkcs8 -topk8 -in  -out  -nocrypt -passin pass:123456

3.生成pkcs10申请书 //C国家,ST省,L市,O组织,OU部门,CN域名或ip
openssl req -new -key  -passin pass:123456 -out  -subj "/C=CN/ST=GUANGZHOU/L=GUANGZHOU/O=A/OU=B/CN=xxx"

4.生成公钥
openssl rsa -in  -passin pass:123456  -pubout -out 

5.生成证书
openssl x509 -req -days 365 -in  -signkey  -passin pass:123456  -out 

6.生成pk12文件
openssl pkcs12 -export -in  -inkey  -passin pass:123456 -passout pass:123456 -out tomcat.p12

7.生成keystore文件
keytool -importkeystore -v -srckeystore tomcat.p12 -srcstoretype pkcs12 -srcstorepass 123456 -destkeystore  -deststoretype jks -deststorepass 123456

以上生成的文件，我们需要用到pkcs8和

生成后的pkcs8内容如下

内容如下

三、在Java代码中读取这些文件，然后调用对应类进行签名和签验

public class SslUtil {

    /**
     * 签验，返回签验是否通过
     * @param certificate   证书
     * @param signStr       签名的字符串
     * @param unSignStr     原字符串
     * @return
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     * @throws InvalidKeyException
     * @throws SignatureException
     */
    public static boolean verifySign(X509Certificate certificate, String signStr, String unSignStr)
            throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {
        byte[] data = ().decode(signStr);
        Signature signature = (());
        (());
        ((StandardCharsets.UTF_8));
        return (data);
    }

    /**
     * 使用私钥对字符串进行签名,返回Base64编码后的字符串
     * @param str   原始字符串
     * @param privateKey    私钥
     * @param certificate   公钥
     * @return
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     * @throws InvalidKeyException
     * @throws SignatureException
     */
    public static String signString(String str, PrivateKey privateKey, X509Certificate certificate)
            throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeyException, SignatureException {
        Signature signature = (());
        (privateKey);
        ((StandardCharsets.UTF_8));
        byte[] data = ();
        return ().encodeToString(data);
    }

    /**
     * 读取证书文件
     * @param certFile
     * @return
     * @throws CertificateException
     */
    public static X509Certificate getCertificate(String certFile) throws CertificateException, IOException {
        byte[] cert = readCertFile(certFile);
        CertificateFactory factory = ("X.509");
        InputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(cert);
        X509Certificate certificate = (X509Certificate) (inputStream);
        return certificate;
    }

    /**
     * 读取私钥文件
     * @param pkcs8File
     * @return
     * @throws NoSuchAlgorithmException
     * @throws InvalidKeySpecException
     */
    public static PrivateKey getPrivateKey(String pkcs8File)
            throws NoSuchAlgorithmException, InvalidKeySpecException, IOException {
        byte[] prikey = readPkcs8File(pkcs8File);
        KeyFactory keyFactory = ("RSA");
        PKCS8EncodedKeySpec keySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(prikey);
        PrivateKey privateKey = (keySpec);
        return privateKey;
    }

    /**
     * 读取私钥文件，返回字节数组
     * 去掉开头结尾注释行，保留中间的数据
     * @param pkcs8File
     * @return
     * @throws IOException
     */
    private static byte[] readPkcs8File(String pkcs8File) throws IOException {
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        try(BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(pkcs8File))){
            String line;
            while((line=())!=null){
                if(("-")){
                    continue;
                }
                (line);
            }
            return ().decode(());
        }
    }

    /**
     * 读取Cert证书文件，返回字节数组
     * 把命令生成的证书文件全部读取到内存
     * @param certFile
     * @return
     * @throws IOException
     */
    private static  byte[] readCertFile(String certFile) throws IOException{
        try(InputStream is = new FileInputStream(certFile)){
            return ();
        }
    }
}

调用方法验证，最后会返还true

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String pkcs8File = "";
        String certFile = "";
        String str = "这是原文字符串";
        try{
            PrivateKey privateKey = (pkcs8File);
            X509Certificate certificate = (certFile);
            String signStr = (str, privateKey, certificate);
            ("字符串 ["+str+"] ---签名--->["+signStr+"]");

            boolean result = (certificate, signStr, str);
            ("签验结果："+result);
        }catch (Exception e){
            ();
        }
    }
}

四、不使用java来签名，而是使用openssl命令来生成签名，然后使用java来签验

openssl签名的命令

1.创建需要签名的文件
echo "这是原文字符串" > 

2.对文件进行签名
openssl dgst -sha256 -passin pass:123456 -sign   > 

3.对签名后的文件进行base64编码
base64  > 

/**
上面需要注意的是，不能使用openssl rsautl来生成签名
因为rsault生成的签名结果，只包含字符串body，而使用dgst生成的签名结果，是一个结构体，包含了结构体的信息（类型、长度、body）
java的Signature类解析会按照结构体进行解析，如果去解析rsault生成签名就会因为结构不对
报错: Decryption error
*/

命令生成的内容如下

BTG52NfjVx6v7yHq4OzCbuzeA4bvlWSPHI4N4yHSDzErmB8nWsQsJ97fKOTbeH7pdLzTuO2RS832
3wbEBo+FFTyOgUENa0J+I22SVVmCAzuPGzATRdvk6rM7kTbeMJZSIiBq/v4hX6btvAOuJ0f0/ZG5
m1bbbr3SZe26DiNl7TKgWpMhFW2OyRmaTq6fPfhOx+1/zWHFiMWrVl5WO3vJpRt2We3/wRwNzgBj
e6M+BlcQvND+gSS//ix/6avvAaNjudXU8r8/T0MKMAsuRk0zPbOjqbNudZrN4aDRf3GUkYiFzp86
5F9kkyqhapISVnpNWDEpSQz14cyoDAFUcd0yDw==

然后Java中直接拿到这个字符串进行签验

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String pkcs8File = "";
        String certFile = "";
        //注意，文件方式加密的字符串，后面多了一个回车符号
        String str = "这是原文字符串\n";
        try{
            X509Certificate certificate = (certFile);

            String signStr = "BTG52NfjVx6v7yHq4OzCbuzeA4bvlWSPHI4N4yHSDzErmB8nWsQsJ97fKOTbeH7pdLzTuO2RS8323wbEBo+FFTyOgUENa0J+I22SVVmCAzuPGzATRdvk6rM7kTbeMJZSIiBq/v4hX6btvAOuJ0f0/ZG5m1bbbr3SZe26DiNl7TKgWpMhFW2OyRmaTq6fPfhOx+1/zWHFiMWrVl5WO3vJpRt2We3/wRwNzgBje6M+BlcQvND+gSS//ix/6avvAaNjudXU8r8/T0MKMAsuRk0zPbOjqbNudZrN4aDRf3GUkYiFzp865F9kkyqhapISVnpNWDEpSQz14cyoDAFUcd0yDw==";

            boolean result = (certificate, signStr, str);
            ("签验结果："+result);
        }catch (Exception e){
            ();
        }
    }
}

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