利用DES加密算法保护Java源代码

发布时间:2012-4-5浏览:

核心提示:利用DES加密算法保护Java源代码

 
摘 要:本文首先分析了Java源代码需要加密的原因,简要介绍了DES算法及Java密码体系和Java密码扩展,最后说明了利用DES加密算法保护Java源代码的方法及步骤。

关键词 Java 加密 DES算法

  Java语言是一种非常适用于网络编程的语言,它的基本结构与C++极为相似,但抛弃了C/C++中指针等内容,同时它吸收了Smalltalk、C++面向对象的编程思想。它具有简单性、鲁棒性、可移植性、动态性等特点。这些特点使得Java成为跨平台应用开发的一种规范,在世界范围内广泛流传。

  加密Java源码的原因

  Java源代码经过编译以后在JVM中执行。由于JVM界面是完全透明的,Java类文件能够很容易通过反编译器重新转换成源代码。因此,所有的算法、类文件等都可以以源代码的形式被公开,使得软件不能受到保护,为了保护产权,一般可以有以下几种方法:

  (1)"模糊"类文件,加大反编译器反编译源代码文件的难度。然而,可以修改反编译器,使之能够处理这些模糊类文件。所以仅仅依赖"模糊类文件"来保证代码的安全是不够的。

  (2)流行的加密工具对源文件进行加密,比如PGP(Pretty Good Privacy)或GPG(GNU Privacy Guard)。这时,最终用户在运行应用之前必须先进行解密。但解密之后,最终用户就有了一份不加密的类文件,这和事先不进行加密没有什么差别。

  (3)加密类文件,在运行中JVM用定制的类装载器(Class Loader)解密类文件。Java运行时装入字节码的机制隐含地意味着可以对字节码进行修改。JVM每次装入类文件时都需要一个称为ClassLoader的对象,这个对象负责把新的类装入正在运行的JVM。JVM给ClassLoader一个包含了待装入类(例如java.lang.Object)名字的字符串,然后由ClassLoader负责找到类文件,装入原始数据,并把它转换成一个Class对象。

  用户下载的是加密过的类文件,在加密类文件装入之时进行解密,因此可以看成是一种即时解密器。由于解密后的字节码文件永远不会保存到文件系统,所以窃密者很难得到解密后的代码。

  由于把原始字节码转换成Class对象的过程完全由系统负责,所以创建定制ClassLoader对象其实并不困难,只需先获得原始数据,接着就可以进行包含解密在内的任何转换。

  Java密码体系和Java密码扩展

  Java密码体系(JCA)和Java密码扩展(JCE)的设计目的是为Java提供与实现无关的加密函数API。它们都用factory方法来创建类的例程,然后把实际的加密函数委托给提供者指定的底层引擎,引擎中为类提供了服务提供者接口在Java中实现数据的加密/解密,是使用其内置的JCE(Java加密扩展)来实现的。Java开发工具集1.1为实现包括数字签名和信息摘要在内的加密功能,推出了一种基于供应商的新型灵活应用编程接口。Java密码体系结构支持供应商的互操作,同时支持硬件和软件实现。

  Java密码学结构设计遵循两个原则br>
  (1)算法的独立性和可靠性。

  (2)实现的独立性和相互作用性。

  算法的独立性是通过定义密码服务类来获得。用户只需了解密码算法的概念,而不用去关心如何实现这些概念。实现的独立性和相互作用性通过密码服务提供器来实现。密码服务提供器是实现一个或多个密码服务的一个或多个程序包。软件开发商根据一定接口,将各种算法实现后,打包成一个提供器,用户可以安装不同的提供器。安装和配置提供器,可将包含提供器的ZIP和JAR文件放在CLASSPATH下,再编辑Java安全属性文件来设置定义一个提供器。Java运行环境Sun版本时, 提供一个缺省的提供器Sun。

  下面介绍DES算法及如何利用DES算法加密和解密类文件的步骤。

  DES算法简介

  DES(Data Encryption Standard)是发明最早的最广泛使用的分组对称加密算法。DES算法的入口参数有三个:Key、Data、Mode。其中Key为8个字节共64位,是DES算法的工作密钥;Data也为8个字节64位,是要被加密或被解密的数据;Mode为DES的工作方式,有两种:加密或解密。

  DES算法工作流程如下:若Mode为加密模式,则利用Key 对数据Data进行加密, 生成Data的密码形式(64位)作为DES的输出结果;如Mode为解密模式,则利用Key对密码形式的数据Data进行解密,还原为Data的明码形式(64位)作为DES的输出结果。在通信网络的两端,双方约定一致的Key,在通信的源点用Key对核心数据进行DES加密,然后以密码形式在公共通信网(如电话网)中传输到通信网络的终点,数据到达目的地后,用同样的Key对密码数据进行解密,便再现了明码形式的核心数据。这样,便保证了核心数据在公共通信网中传输的安全性和可靠性。

  也可以通过定期在通信网络的源端和目的端同时改用新的Key,便能更进一步提高数据的保密性。
  利用DES算法加密的步骤

  (1)生成一个安全密钥。在加密或解密任何数据之前需要有一个密钥。密钥是随同被加密的应用程序一起发布的一段数据,密钥代码如下所示。

  【生成一个密钥代码】

view plaincopy to clipboardprint?
// 生成一个可信任的随机数源 
SecureRandom sr = new SecureRandom();   
// 为我们选择的DES算法生成一个KeyGenerator对象 
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance ("DES" );   
Kg.init (sr);   
// 生成密钥 
Secret Key key = kg.generateKey();   
// 将密钥数据保存为文件供以后使用,其中key Filename为保存的文件名 
Util.writeFile (key Filename, key.getEncoded () );   
// 生成一个可信任的随机数源
SecureRandom sr = new SecureRandom();
// 为我们选择的DES算法生成一个KeyGenerator对象
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance ("DES" );
Kg.init (sr);
// 生成密钥
Secret Key key = kg.generateKey();
// 将密钥数据保存为文件供以后使用,其中key Filename为保存的文件名
Util.writeFile (key Filename, key.getEncoded () ); 

  (2)加密数据。得到密钥之后,接下来就可以用它加密数据。如下所示。

  【用密钥加密原始数据】



view plaincopy to clipboardprint?
// 产生一个可信任的随机数源 
SecureRandom sr = new SecureRandom();   
//从密钥文件key Filename中得到密钥数据 
Byte rawKeyData = Util.readFile (key Filename);   
// 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象 
DESKeySpec dks = new DESKeySpec (rawKeyData);   
// 创建一个密钥工厂,然后用它把DESKeySpec转换成Secret Key对象 
SecretKeyFactory key Factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES" );   
Secret Key key = keyFactory.generateSecret( dks );   
// Cipher对象实际完成加密操作 
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "DES" );   
// 用密钥初始化Cipher对象 
cipher.init( Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr );   
// 通过读类文件获取需要加密的数据 
Byte data = Util.readFile (filename);   
// 执行加密操作 
Byte encryptedClassData = cipher.doFinal(data );   
// 保存加密后的文件,覆盖原有的类文件。   
Util.writeFile( filename, encryptedClassData );   
// 产生一个可信任的随机数源
SecureRandom sr = new SecureRandom();
//从密钥文件key Filename中得到密钥数据
Byte rawKeyData = Util.readFile (key Filename);
// 从原始密钥数据创建DESKeySpec对象
DESKeySpec dks = new DESKeySpec (rawKeyData);
// 创建一个密钥工厂,然后用它把DESKeySpec转换成Secret Key对象
SecretKeyFactory key Factory = SecretKeyFactory.getInstance("DES" );
Secret Key key = keyFactory.generateSecret( dks );
// Cipher对象实际完成加密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "DES" );
// 用密钥初始化Cipher对象
cipher.init( Cipher.ENCRYPT_MODE, key, sr );
// 通过读类文件获取需要加密的数据
Byte data = Util.readFile (filename);
// 执行加密操作
Byte encryptedClassData = cipher.doFinal(data );
// 保存加密后的文件,覆盖原有的类文件。
Util.writeFile( filename, encryptedClassData ); 



  (3)解密数据。运行经过加密的程序时,ClassLoader分析并解密类文件。操作步骤如下所示。

  【用密钥解密数据】

view plaincopy to clipboardprint?
// 生成一个可信任的随机数源 
SecureRandom sr = new SecureRandom();   
// 从密钥文件中获取原始密钥数据 
Byte rawKeyData = Util.readFile( keyFilename );   
// 创建一个DESKeySpec对象 
DESKeySpec dks = new DESKeySpec (rawKeyData);   
// 创建一个密钥工厂,然后用它把DESKeySpec对象转换成Secret Key对象   
SecretKeyFactory key Factory = SecretKeyFactory.getInstance( "DES" );   
SecretKey key = keyFactory.generateSecret( dks );   
// Cipher对象实际完成解密操作 
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "DES" );   
// 用密钥初始化Cipher对象 
Cipher.init( Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr );   
// 获得经过加密的数据 
Byte encrypted Data = Util.readFile (Filename);   
//执行解密操作 
Byte decryptedData = cipher.doFinal( encryptedData );   
// 然后将解密后的数据转化成原来的类文件。 
// 生成一个可信任的随机数源
SecureRandom sr = new SecureRandom();
// 从密钥文件中获取原始密钥数据
Byte rawKeyData = Util.readFile( keyFilename );
// 创建一个DESKeySpec对象
DESKeySpec dks = new DESKeySpec (rawKeyData);
// 创建一个密钥工厂,然后用它把DESKeySpec对象转换成Secret Key对象
SecretKeyFactory key Factory = SecretKeyFactory.getInstance( "DES" );
SecretKey key = keyFactory.generateSecret( dks );
// Cipher对象实际完成解密操作
Cipher cipher = Cipher.getInstance( "DES" );
// 用密钥初始化Cipher对象
Cipher.init( Cipher.DECRYPT_MODE, key, sr );
// 获得经过加密的数据
Byte encrypted Data = Util.readFile (Filename);
//执行解密操作
Byte decryptedData = cipher.doFinal( encryptedData );
// 然后将解密后的数据转化成原来的类文件。

  将上述代码与自定义的类装载器结合就可以做到边解密边运行,从而起到保护源代码的作用。

  结束语

  加密/解密是数据传输中保证数据安全性和完整性的常用方法,Java语言因其平台无关性,在Internet上的应用非常之广泛。使用DES算法加密Java源码在一定程度上能保护软件的产权。

前一篇:定做程序设计
后一篇:word转pdf技巧
分享到: