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我正在尝试在 Java 中创建一个非常简单的密钥交换。在代码和输出之后有问题：

 public class Blergh {

    public static KeyPair genKeyPair512() {
        try {
            AlgorithmParameterGenerator paramGen = AlgorithmParameterGenerator
                    .getInstance("DH");
            paramGen.init(512);

            BigInteger g = new BigInteger(
                    "7961C6D7913FDF8A034593294FA52D6F8354E9EDFE3EDC8EF082D36662D69DFE8CA7DC7480121C98B9774DFF915FB710D79E1BCBA68C0D429CD6B9AD73C0EF20",
                    16);
            BigInteger p = new BigInteger(
                    "00AC86AB9A1F921B251027BD10B93D0A8D9A260364974648E2543E8CD5C48DB4FFBEF0C3843465BA8DE20FFA36FFAF840B8CF26C9EB865BA184642A5F84606AEC5",
                    16);
            final KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("DH");
            final DHParameterSpec dhSpec = new DHParameterSpec(p, g, 511);
            keyGen.initialize(dhSpec);
            return keyGen.generateKeyPair();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidAlgorithmParameterException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public static byte[] genSharedSecretKey(KeyPair keyPair,
            byte[] bytesPeerPublicKey) {
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        try {
            X509EncodedKeySpec x509KeySpec = new X509EncodedKeySpec(
                    bytesPeerPublicKey);
            KeyFactory keyFact = KeyFactory.getInstance("DH");
            PublicKey peerPublicKey = keyFact.generatePublic(x509KeySpec);

            KeyAgreement ka;

            ka = KeyAgreement.getInstance("DH");
            ka.init(privateKey);
            ka.doPhase(peerPublicKey, true);
            String algorithm = "AES";

            SecretKey secretKey = ka.generateSecret(algorithm);

            return secretKey.getEncoded();

        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeyException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvalidKeySpecException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }

    public static void main(String argv[]) {
            KeyPair akp = genKeyPair512();
            KeyPair bkp = genKeyPair512();

        System.out.println("Ali pub key: "
                + toRawHex(akp.getPublic().getEncoded()));
        System.out.println("Bob pub key: "
                + toRawHex(bkp.getPublic().getEncoded()));

            System.out.println("Ali pri key: "
                + toRawHex(akp.getPrivate().getEncoded()));
        System.out.println("Bob pri key: "
                + toRawHex(bkp.getPrivate().getEncoded()));

        byte[] apk = akp.getPublic().getEncoded();
        byte[] bpk = bkp.getPublic().getEncoded();

        byte[] as = genSharedSecretKey(akp, bpk);
        byte[] bs = genSharedSecretKey(bkp, apk);

    }
}

例如，它生成输出：

Ali pub key: 3081DF30819706092A864886F70D010301308189024100AC86AB9A1F921B251027BD10B93D0A8D9A260364974648E2543E8CD5C48DB4FFBEF0C3843465BA8DE20FFA36FFAF840B8CF26C9EB865BA184642A5F84606AEC502407961C6D7913FDF8A034593294FA52D6F8354E9EDFE3EDC8EF082D36662D69DFE8CA7DC7480121C98B9774DFF915FB710D79E1BCBA68C0D429CD6B9AD73C0EF20020201FF03430002403BBCBF4052CD1CEF7A580A919AF75186CE0A624BC93AA47922C3822CE60A8CD10CE98550ABCA2D39DA2F09903C3D761B9A1C4AED185934FE5D08AD0CD097AA86
Bob pub key: 3081DF30819706092A864886F70D010301308189024100AC86AB9A1F921B251027BD10B93D0A8D9A260364974648E2543E8CD5C48DB4FFBEF0C3843465BA8DE20FFA36FFAF840B8CF26C9EB865BA184642A5F84606AEC502407961C6D7913FDF8A034593294FA52D6F8354E9EDFE3EDC8EF082D36662D69DFE8CA7DC7480121C98B9774DFF915FB710D79E1BCBA68C0D429CD6B9AD73C0EF20020201FF03430002400F119BC06E53F8C33D3F7C16473D1F9E001FABF4D619930C34945AA2C6D0A00CB9B332CEAF2C0C2FB61D3F568B9263B69A152410237F4D793F8B571C34AB37B7
Ali pri key: 3081E102010030819706092A864886F70D010301308189024100AC86AB9A1F921B251027BD10B93D0A8D9A260364974648E2543E8CD5C48DB4FFBEF0C3843465BA8DE20FFA36FFAF840B8CF26C9EB865BA184642A5F84606AEC502407961C6D7913FDF8A034593294FA52D6F8354E9EDFE3EDC8EF082D36662D69DFE8CA7DC7480121C98B9774DFF915FB710D79E1BCBA68C0D429CD6B9AD73C0EF20020201FF0442024043BA0B3C73EB7482B80DE98FA81A7E50B0DC2F5786CA62285655BD36CE012C056545DE5EED65736D9135EC9CD5148F8D68FF3C7B5CC62B2A1F7649698B26D1BE
Bob pri key: 3081E102010030819706092A864886F70D010301308189024100AC86AB9A1F921B251027BD10B93D0A8D9A260364974648E2543E8CD5C48DB4FFBEF0C3843465BA8DE20FFA36FFAF840B8CF26C9EB865BA184642A5F84606AEC502407961C6D7913FDF8A034593294FA52D6F8354E9EDFE3EDC8EF082D36662D69DFE8CA7DC7480121C98B9774DFF915FB710D79E1BCBA68C0D429CD6B9AD73C0EF20020201FF04420240485DDD7F5BDECA92FEE30D9D15211D274BC0FF7838B8B51E7894263CA65DB4E394033CE3E2146C0CD0CA74E2DB0EF95D01EE0DC4011A3EC6A8EC61CC2FDC5A44

所以，我有一个主要问题和两个附加问题：

  1. 为什么 Alice 和 Bob 之间的密钥（私有和公共）有一半以上的字节是相等的？例如，Alice 的私有以开头，3081E102010030819706092A...Bob 的私有3081E102010030819706092A...也以。
  2. 为什么DHParameterSpec使用 511 而不是 512 创建（至少在网络上的大多数示例中）？
  3. 假设生成的密钥没有任何问题，我这里是否还有其他遗漏，或者此代码在通过互联网交换公钥时应该是安全的？

欢迎任何帮助。提前致谢。

编辑：第三个问题也适用于genSharedSecretKey()（即整个代码），尽管我没有调用/显示输出，因为它是无关紧要的。

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2 回答 2

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为什么 Alice 和 Bob 之间的密钥（私有和公共）有一半以上的字节是相等的？例如，Alice 的私有以开头，3081E102010030819706092A...Bob 的私有3081E102010030819706092A...也以。

当您打电话时，getEncoded()您会收到一份ASN.1 格式的密钥数据副本。根据所表示的对象，通常在任何两个结构中都存在一定数量的重复数据。结构中的某处将是关键数据，这对于 Alice 和 Bob 来说是不同的。

事实上，正如 CodesInChaos在评论中所说，ASN.1 结构的第一部分包含双方相同的组参数。

于 2013-11-01T08:23:24.820 回答
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正如 Duncan 所建议的那样，您收到具有很多重复项的密钥的原因是它是以 ASN.1 格式编码的。这确实解释了包含参数并且您自己指定的重复数据的数量- 查找十六进制字符串中的值。如果您想查看内容，只需将十六进制输出粘贴到在线 ASN.1 解码器中，例如此处找到的解码器。pg

关于 DH 和（键）大小有很多话要说。可以在security.stackexchange.com和crypto.stackexchange.com上找到一些有趣的讨论。但最终，我们不知道；你输入了代码，所以我们应该问你如何以及为什么选择 Diffie-Hellman 参数。

至于第三个问题；要在 Internet 上分发公钥，您需要建立信任。你需要信任对方。Diffie Hellman 密钥协议本身并不能建立信任；只是与其他方共享的秘密。因此，您需要一个具有可信证书或密钥的安全协议（例如 TLS），其中包含身份验证组件。然而，创建这样的协议需要大量的知识；如果您不完全理解您刚刚向我们展示的代码，您将无法自己创建这样的协议。

请注意，如果双方已就一组参数达成一致，则可能不需要发送整个编码的公钥；您可能只需要发送对方不知道的值，以便对方可以重建公钥。

于 2013-11-02T13:00:19.837 回答