使用公钥在客户端和服务器之间交换对称密钥答案

【问题标题】：Exchange symmetric keys between client and server using public key使用公钥在客户端和服务器之间交换对称密钥
【发布时间】：2016-02-27 09:43:39
【问题描述】：

我希望在运行在 Java RMI 上的客户端和服务器程序之间交换对称密钥。

我的服务器生成了一个公钥：

KeyPairGenerator keyGen = null;
try {
    keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("DSA", "SUN");
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (NoSuchProviderException e) {
    e.printStackTrace();
}
KeyPair pair = keyGen.generateKeyPair();
this.priv = pair.getPrivate();
this.pub = pair.getPublic();

我将公钥发送给客户端。客户端将使用服务器的公钥生成密码。我想使用这个 Cipher 来加密封装客户端创建的对称密钥的 SealedObject 并将其发送到服务器。

//create cipher using server's public key
Cipher cipher = null;
try {
    cipher = Cipher.getInstance(serverKey.getAlgorithm(), "SUN");
} catch (NoSuchAlgorithmException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (NoSuchPaddingException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (NoSuchProviderException e) {
    e.printStackTrace();
}
try {
    cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, serverKey);
} catch (InvalidKeyException e) {
    e.printStackTrace();
}

但是当我运行程序时，初始化密码时出现异常：

java.security.NoSuchAlgorithmException: No such algorithm: DSA
at javax.crypto.Cipher.getInstance(Cipher.java:646)
at javax.crypto.Cipher.getInstance(Cipher.java:568)
at Client.main(Client.java:91)

我不明白为什么会出现这个 NoSuchAlgorithm 异常。如果我用 RSA 而不是 DSA 制作公钥，我不会得到这个，但 RSA 给了我：

javax.crypto.IllegalBlockSizeException: 
Data must not be longer than 117 bytes

那么我应该使用什么来安全地发送包含我的对称密钥的密封对象？

【问题讨论】：

你不能使用标准的SSLServerSocket 来代替吗？ TLS 大致为您做到了这一点
我不能。这是我需要使用对称密钥实现的练习，但首先我必须与服务器安全地共享密钥。
没有这样的算法：这里解释了 DSA：crypto.stackexchange.com/questions/2585/…，块大小限制错误的原因是 RSA 也不是常规块密码：stackoverflow.com/questions/685470/… 或 security.stackexchange.com/questions/1878/…，因此可以只能在一定范围内使用，例如在en.wikipedia.org/wiki/Diffie%E2%80%93Hellman_key_exchange
请注意，这一切都是没有意义的，除非客户端有某种方法可以验证服务器的公钥是否确实属于服务器。

标签： java rmi public-key-encryption encryption-symmetric

【解决方案1】：

作为@zapl cmets，DSA 不是加密算法，RSA 只能加密大小小于密钥大小减去大部分固定开销的数据（PKCS1 为 11 个字节，这是您使用的默认值； OAEP 更多）。

虽然不在您发布的代码中，但我敢打赌，问题是您正试图密封 SecretKey 对象。加密仅适用于字节（或位）序列，在 Java 中由字节数组或有时部分数组表示，因此 SealedObject 实际上将您提供给它的对象序列化为字节并加密这些字节，并反过来解密这些字节并将它们反序列化为重新形成对象。 Java 序列化有一些开销，特别是各种Key 类型被组织在一个层次结构中，这加剧了这一点。例如，从 KeyGenerator.getInstance("TDES") 序列化 SecretKey 是 282 字节，对于 RSA-1024 来说太大了，因为您的例外说只能是 117 字节。

而是只密封SecretKey.getEncoded()获得的键值的字节。在接收器（服务器）上，将字节放回SecretKeySpec（使用正确的算法；如果没有提前修复，也可以发送），您实际上可以将其用作Key，以实现对称，即使不通过工厂运行它（与具有更多结构的非对称密钥不同）。即使是简单的byte[] 也有一些序列化开销，但不足以在此处引起问题。

【讨论】：