summaryrefslogtreecommitdiffstats
path: root/Master/Reference Architectures and Patterns/hjp5/html/k100303.html
blob: c5cb46aea26d04dd86afeca6237dc67f7962c326 (plain) 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417
1418
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425
1426
1427
1428
1429
1430
1431
1432
1433
1434
1435
1436
1437
1438
1439
1440
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
1467
1468
1469
1470
1471
1472
1473
1474
1475
1476
1477
1478
1479
1480
1481
1482
1483
1484
1485
1486
1487
1488
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
1499
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513
1514
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534
1535
1536
1537
1538
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
1583
1584
1585
1586
1587
1588
1589
1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
1607
1608
1609
1610
1611
1612
1613
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
1640
1641
1642
1643
1644
1645
1646
1647
1648
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660

<html>
<head>
<title>
Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
</title>
</head>
<body>
<a name="startofbody"></a>
<script language="JavaScript" src="hjp4lib.js">
</script>
<script language="JavaScript">
installKbdHandler("97,#startofbody;101,#endofbody;116,cover.html;122,k100003.html;115,search.html;105,index.html;100,JDKDOCS;112,APIDOCS;104,k100302.html;106,k100302.html;107,k100304.html;108,k100307.html");
</script>
<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html">&nbsp;Titel&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html">&nbsp;Inhalt&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html">&nbsp;Suchen&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html">&nbsp;Index&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()">&nbsp;DOC&nbsp;</a>
<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100302.html">&nbsp;&lt;&lt;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100302.html">&nbsp;&nbsp;&lt;&nbsp;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100304.html">&nbsp;&nbsp;&gt;&nbsp;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100307.html">&nbsp;&gt;&gt;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()">&nbsp;API&nbsp;</a>
<td align="right">Kapitel 48 - Sicherheit und Kryptographie
</table>
<hr>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel2id048001"></a>
<h2>48.1 Kryptografische Grundlagen </h2>
<hr>
<ul>
<li><a href="k100303.html#sectlevel2id048001">48.1 Kryptografische Grundlagen</a>
<ul>
<li><a href="k100303.html#sectlevel3id048001001">48.1.1 Wichtige Begriffe</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel3id048001002">48.1.2 Einfache Verschl&uuml;sselungen</a>
<ul>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001002001">Substitution</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001002002">Exklusiv-ODER</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001002003">Vorsicht!</a>
</ul>
<li><a href="k100303.html#messagedigests">48.1.3 Message Digests</a>
<ul>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001003001">Authentifizierung</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001003002">&#187;Unwissende&#171; Beweise</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001003003">Fingerprints</a>
</ul>
<li><a href="k100303.html#kryptozufallszahlen">48.1.4 Kryptografische Zufallszahlen</a>
<li><a href="k100303.html#publickeykrypto">48.1.5 Public-Key-Verschl&uuml;sselung</a>
<li><a href="k100303.html#digitaleunterschriften">48.1.6 Digitale Unterschriften</a>
<ul>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001006001">Erzeugen und Verwalten von Schl&uuml;sseln mit dem JDK</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001006002">Erstellen einer digitalen Unterschrift</a>
<li><a href="k100303.html#sectlevel4id048001006003">Verifizieren einer digitalen Unterschrift</a>
</ul>
<li><a href="k100303.html#zertifikate">48.1.7 Zertifikate</a>
</ul>
</ul>
<hr>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel3id048001001"></a>
<h3>48.1.1 Wichtige Begriffe </h3>

<p>
Thema dieses Kapitels ist es, die in Java verf&uuml;gbaren Sicherheitsmechanismen
vorzustellen. Wir werden dabei zun&auml;chst auf allgemeine Konzepte
aus dem Gebiet der Kryptographie und ihre Implementierung in Java
eingehen. Anschlie&szlig;end werden die eingebauten Sicherheitsmechanismen
von Java vorgestellt. Zum Abschluss zeigen wir, wie signierte Applets
erstellt und verwendet werden, und wie mit ihrer Hilfe eine fein differenzierte
Sicherheitspolitik etabliert werden kann. Zun&auml;chst sollen allerdings
wichtige Begriffe erl&auml;utert werden, die f&uuml;r das Verst&auml;ndnis
der nachfolgenden Abschnitte von Bedeutung sind. 

<p>
Angenommen, ein <i>Sender</i> will eine Nachricht an einen <i>Empf&auml;nger</i>
&uuml;bermitteln. Soll das geschehen, ohne dass ein Dritter, dem die
Nachricht in die H&auml;nde fallen k&ouml;nnte, diese entziffern kann,
k&ouml;nnte sie <a name="ixa103440"><i>verschl&uuml;sselt</i></a>
werden. Der urspr&uuml;ngliche Nachrichtentext (der als <a name="ixa103441"><i>Klartext</i></a>
bezeichnet wird) wird dabei mit Hilfe eines dem Sender bekannten Verfahrens
unkenntlich gemacht. Das als <a name="ixa103442"><i>Schl&uuml;sseltext</i></a>
bezeichnete Ergebnis wird an den Empf&auml;nger &uuml;bermittelt und
mit Hilfe eines ihm bekannten Verfahrens wieder in den Klartext zur&uuml;ckverwandelt
(was als <a name="ixa103443"><i>entschl&uuml;sseln</i></a> bezeichnet
wird). 
<p>
<a name="imageid048001"></a>
<img src="images/Verschluesseln.gif">
<p>

<p><i>
Abbildung 48.1: Verschl&uuml;sseln einer Nachricht</i></p>

<p>
Solange der Algorithmus zum Entschl&uuml;sseln geheim bleibt, ist
die Nachricht sicher. Selbst wenn sie auf dem &Uuml;bertragungsweg
entdeckt wird, kann kein Dritter sie entschl&uuml;sseln. Wird das
Entschl&uuml;sselungsverfahren dagegen entdeckt, kann die Nachricht
(und mit ihr alle anderen Nachrichten, die mit demselben Verfahren
verschl&uuml;sselt wurden) entziffert werden. 

<p>
Um den Schaden durch das Entdecken eines Verschl&uuml;sselungsverfahrens
gering zu halten, werden die Verschl&uuml;sselungsalgorithmen in aller
Regel parametrisiert. Dazu wird beim Verschl&uuml;sseln eine als <a name="ixa103444"><i>Schl&uuml;ssel</i></a>
bezeichnete Ziffern- oder Zeichenfolge angegeben, mit der die Nachricht
verschl&uuml;ssel wird. Der Empf&auml;nger ben&ouml;tigt dann zus&auml;tzlich
zur Kenntnis des Verfahrens noch den vom Sender verwendeten Schl&uuml;ssel,
um die Nachricht entziffern zu k&ouml;nnen. 

<p>
Die Wissenschaft, die sich mit dem Verschl&uuml;sseln und Entschl&uuml;sseln
von Nachrichten und eng verwandten Themen besch&auml;ftigt, wird als
<a name="ixa103445"><i>Kryptographie</i></a> bezeichnet. Liegt der
Schwerpunkt mehr auf dem Entschl&uuml;sseln, (insbesondere dem Entziffern
geheimer Botschaften), wird dies als <a name="ixa103446"><i>Kryptoanalyse</i></a>
bezeichnet. Die <a name="ixa103447"><i>Kryptologie</i></a> schlie&szlig;lich
bezeichnet den Zweig der Mathematik, der sich mit den formal-mathematischen
Aspekten der Kryptographie und Kryptoanalyse besch&auml;ftigt. 

<!-- Section -->

<a name="sectlevel3id048001002"></a>
<h3>48.1.2 Einfache Verschl&uuml;sselungen </h3>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001002001"></a>
<h4>Substitution </h4>

<p>
Seit dem Altertum sind einfache Verschl&uuml;sselungsverfahren bekannt.
Zu ihnen z&auml;hlen beispielsweise die Substitutions-Verschl&uuml;sselungen,
bei denen einzelne Buchstaben systematisch durch andere ersetzt werden.
Angenommen, Klartexte bestehen nur aus den Buchstaben A bis Z, so
k&ouml;nnte man sie dadurch verschl&uuml;sseln, dass jeder Buchstabe
des Klartextes durch den Buchstaben ersetzt wird, der im Alphabet
um eine feste Anzahl Zeichen verschoben ist. Als Schl&uuml;ssel <i>k</i>
kann beispielsweise die L&auml;nge der Verschiebung verwendet werden.
Ist <i>k</i> beispielsweise 3, so w&uuml;rde jedes A durch ein D,
jedes B durch ein E, jedes W durch ein Z, jedes X durch ein A usw.
ersetzt werden. 

<p>
Dieses einfache Verfahren wurde beispielweise bereits von Julius C&auml;sar
verwendet, um seinen Gener&auml;len geheime Nachrichten zu &uuml;bermitteln.
Es wird daher auch als <a name="ixa103448"><i>C&auml;sarische Verschl&uuml;sselung</i></a>
bezeichnet. Das folgende Listing zeigt eine einfache Implementierung
dieses Verfahrens, bei dem Schl&uuml;ssel und Klartext als Argument
&uuml;bergeben werden m&uuml;ssen: 
<a name="listingid048001"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing4801.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing4801
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">006 </font>  {
<font color="#555555">007 </font>    <font color="#006699">int</font> key = Integer.parseInt(args[0]);
<font color="#555555">008 </font>    String msg = args[1];
<font color="#555555">009 </font>    <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i &lt; msg.length(); ++i) {
<font color="#555555">010 </font>      <font color="#006699">int</font> c = (msg.charAt(i) - <font color="#0000FF">'A'</font> + key) % 26 + <font color="#0000FF">'A'</font>;
<font color="#555555">011 </font>      System.out.print((<font color="#006699">char</font>)c);
<font color="#555555">012 </font>    }
<font color="#555555">013 </font>  }
<font color="#555555">014 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing4801.java"><font color="#000055" size=-1>Listing4801.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.1: Verschl&uuml;sselung durch Substitution</i></p>

<p>
Um die Nachricht zu entschl&uuml;sseln, verwendet der Empf&auml;nger
dasselbe Verfahren, allerdings mit dem Schl&uuml;ssel 26 - <i>k</i>:
<font color="#333300">
<pre>
---&gt;<b>java Test2 3 HALLO</b>
KDOOR
---&gt;<b>java Test2 23 KDOOR</b>
HALLO
</pre>
</font>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001002002"></a>
<h4>Exklusiv-ODER </h4>

<p>
Ein &auml;hnlich weitverbreitetes Verfahren besteht darin, jedes Zeichen
des Klartexts mit Hilfe des Exklusiv-ODER-Operators mit dem Schl&uuml;ssel
zu verkn&uuml;pfen. Durch dessen Anwendung werden alle Bits invertiert,
die zu einem gesetztem Bit im Schl&uuml;ssel korrespondieren, alle
anderen bleiben unver&auml;ndert. Das Entschl&uuml;sseln erfolgt durch
erneute Anwendung des Verfahrens mit demselben Schl&uuml;ssel. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Ein Verfahren, bei dem Ver- und Entschl&uuml;sselung mit demselben
Algorithmus und Schl&uuml;ssel durchgef&uuml;hrt werden, wird als
<a name="ixa103449"><i>symmetrische Verschl&uuml;sselung</i></a> bezeichnet.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>

<p>
Eine einfache Implementierung der Exklusiv-ODER-Verschl&uuml;sselung
zeigt folgendes Listing: 
<a name="listingid048002"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing4802.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing4802
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">006 </font>  {
<font color="#555555">007 </font>    <font color="#006699">int</font> key = Integer.parseInt(args[0]);
<font color="#555555">008 </font>    String msg = args[1];
<font color="#555555">009 </font>    <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i &lt; msg.length(); ++i) {
<font color="#555555">010 </font>      System.out.print((<font color="#006699">char</font>)(msg.charAt(i) ^ key));
<font color="#555555">011 </font>    }
<font color="#555555">012 </font>  }
<font color="#555555">013 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing4802.java"><font color="#000055" size=-1>Listing4802.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.2: Verschl&uuml;sselung mit Exklusiv-ODER</i></p>

<p>
Ein Anwendungsbeispiel k&ouml;nnte so aussehen: 
<font color="#333300">
<pre>
---&gt;<b>java Test2 65 hallo</b>
) --.
---&gt;<b>java Test2 65 ") --."</b>
hallo
</pre>
</font>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Da&szlig; die R&uuml;ckkonvertierung &uuml;ber die Kommandozeile hier
geklappt hat, liegt daran, dass die Verschl&uuml;sselung keine nicht-darstellbaren
Sonderzeichen produziert hat (der Schl&uuml;ssel 65 kippt lediglich
2 Bits in jedem Zeichen). Im allgemeinen sollte der zu ver- oder entschl&uuml;sselnde
Text aus einer Datei gelesen und das Resultat auch wieder in eine
solche geschrieben werden. Dann k&ouml;nnen alle 256 m&ouml;glichen
Bitkombinationen je Byte zuverl&auml;ssig gespeichert und &uuml;bertragen
werden.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#CC0000">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Warnung&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001002003"></a>
<h4>Vorsicht! </h4>

<p>
Derart einfache Verschl&uuml;sselungen wie die hier vorgestellten
sind zwar weit verbreitet, denn sie sind einfach zu implementieren.
Leider bieten sie aber nicht die geringste Sicherheit gegen ernsthafte
Krypto-Attacken. Einige der in letzter Zeit bekannt gewordenen (und
f&uuml;r die betroffenen Unternehmen meist peinlichen, wenn nicht
gar kostspieligen) F&auml;lle von Einbr&uuml;chen in Softwaressysteme
waren darauf zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, dass zu einfache Sicherheitssysteme
verwendet wurden. 

<p>
Wir wollen diesen einfachen Verfahren nun den R&uuml;cken zuwenden,
denn seit dem JDK 1.2 gibt es in Java M&ouml;glichkeiten, professionelle
Sicherheitskonzepte zu verwenden. Es ist ein gro&szlig;er Vorteil
der Sprache, dass auf verschiedenen Ebenen Sicherheitsmechanismen
fest eingebaut wurden, und eine missbr&auml;uchliche Anwendung der
Sprache erschwert wird. In den folgenden Abschnitten werden wir die
wichtigsten dieser Konzepte vorstellen. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Allerdings sollte dieser Abschnitt nicht als umfassende Einf&uuml;hrung
in die Grundlagen der Kryptographie missverstanden werden. Das Thema
ist ausgesprochen vielschichtig, mathematisch anspruchsvoll, und es
erfordert in seiner Detailf&uuml;lle weitaus mehr Raum als hier zur
Verf&uuml;gung steht. Wir werden neue Begriffe nur soweit einf&uuml;hren,
wie sie f&uuml;r das Verst&auml;ndnis der entsprechenden Abschnitte
erforderlich sind. F&uuml;r Details sei auf weiterf&uuml;hrende Literatur
verwiesen. Ein sehr gelungenes Buch ist &#187;Applied Cryptography&#171;
von Bruce Schneier<a name="ixa103450"></a>. Es bietet einen umfassenden
und dennoch verst&auml;ndlichen Einblick in die gesamte Materie und
ist interessant zu lesen. Gleicherma&szlig;en unterhaltsam wie lehrreich
ist auch die in &#187;Geheime Botschaften&#171; von Simon Singh dargestellte
Geschichte der Kryptographie.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>


<!-- Section -->
<a name="messagedigests"></a>
<h3>48.1.3 Message Digests<a name="ixa103451"></a> </h3>

<p>
Ein <i>Message Digest</i> ist eine Funktion, die zu einer gegebenen
Nachricht eine Pr&uuml;fziffer berechnet. Im Gegensatz zu &auml;hnlichen
Verfahren, die keine kryptografische Anwendung haben (siehe z.B. <a name="ixa103452"><a href="index_h.html#ixb100418"><font color=#000080><tt>hashCode</tt></font></a></a>
in <a href="k100052.html#klasseobject">Abschnitt 8.1.2</a>), muss
ein Message Digest zus&auml;tzlich folgende Eigenschaften besitzen:
<ul>
<li>Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei unterschiedliche Nachrichten
dieselbe Pr&uuml;fsumme haben, muss vernachl&auml;ssigbar gering sein.
<li>Es muss praktisch unm&ouml;glich sein, aus der berechneten Pr&uuml;fsumme
auf die urspr&uuml;ngliche Nachricht zur&uuml;ckzuschlie&szlig;en.
</ul>

<p>
Ein Message Digest wird daher auch als <a name="ixa103453"><i>Einweg-Hashfunktion</i></a>
bezeichnet. Er ist meist 16 oder 20 Byte lang und kann als eine Art
komplizierte mathematische <i>Zusammenfassung</i> der Nachricht angesehen
werden. Message Digests haben Anwendungen im Bereich digitaler Unterschriften
und bei der Authentifizierung. Allgemein gesprochen werden sie dazu
verwendet, sicherzustellen, dass eine Nachricht nicht ver&auml;ndert
wurde. Bevor wir auf diese Anwendungen in den n&auml;chsten Abschnitten
zur&uuml;ckkommen, wollen wir uns ihre Implementierung im JDK 1.2
ansehen. 

<p>
Praktisch alle wichtigen Sicherheitsfunktionen sind im Paket <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
oder einem seiner Unterpakete untergebracht. Ein Message Digest wird
durch die Klasse <a name="ixa103454"><a href="index_m.html#ixb102580"><font color=#000080><tt>MessageDigest</tt></font></a></a>
implementiert. Deren Objekte werden nicht direkt instanziert, sondern
mit der Methode <a href="index_g.html#ixb102581"><font color=#000080><tt>getInstance</tt></font></a>
erstellt: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public static MessageDigest getInstance(String algorithm)
  throws NoSuchAlgorithmException
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/MessageDigest.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.MessageDigest')"><font color="#660066" size=-1>java.security.MessageDigest</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Als Argument wird dabei die Bezeichnung des gew&uuml;nschten Algorithmus
angegeben. Im JDK 1.2 sind beispielsweise folgende Angaben m&ouml;glich:
<ul>
<li>&#187;SHA&#171;<a name="ixa103455"></a>: Der 160-Bit lange &#187;Secure
Hash Algorithm&#171; des amerikanischen <a name="ixa103456"><i>National Institute of Standards
and Technology</i></a>
<li>&#187;MD5&#171;<a name="ixa103457"></a>: Der 128-Bit lange &#187;Message
Digest 5&#171; von Ron L. Rivest<a name="ixa103458"></a>
</ul>

<p>
Nachdem ein <a href="index_m.html#ixb102580"><font color=#000080><tt>MessageDigest</tt></font></a>-Objekt
erzeugt wurde, bekommt es die Daten, zu denen die Pr&uuml;fziffer
berechnet werden soll, in einzelnen Bytes oder Byte-Arrays durch fortgesetzten
Aufruf der Methode <a name="ixa103459"><a href="index_u.html#ixb101747"><font color=#000080><tt>update</tt></font></a></a>
&uuml;bergeben: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public void update(byte input)
public void update(byte[] input)
public void update(byte[] input, int offset, int len)
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/MessageDigest.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.MessageDigest')"><font color="#660066" size=-1>java.security.MessageDigest</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Wurden alle Daten &uuml;bergeben, kann durch Aufruf von <a name="ixa103460"><a href="index_d.html#ixb102586"><font color=#000080><tt>digest</tt></font></a></a>
das Ergebnis ermittelt werden: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public byte[] digest()
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/MessageDigest.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.MessageDigest')"><font color="#660066" size=-1>java.security.MessageDigest</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Zur&uuml;ckgegeben wird ein Array von 16 bzw. 20 Byte (im Falle anderer
Algorithmen m&ouml;glicherweise auch andere L&auml;ngen), in dem der
Message Digest untergebracht ist. Ein Aufruf f&uuml;hrt zudem dazu,
dass der Message Digest zur&uuml;ckgesetzt, also auf den Anfangszustand
initialisiert, wird. 

<p>
Das folgende Listing zeigt, wie ein Message Digest zu einer beliebigen
Datei erstellt wird. Sowohl Algorithmus als auch Dateiname werden
als Kommandozeilenargumente &uuml;bergeben: 
<a name="listingid048003"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing4803.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">import</font> java.io.*;
<font color="#555555">004 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.*;
<font color="#555555">005 </font>
<font color="#555555">006 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing4803
<font color="#555555">007 </font>{
<font color="#555555">008 </font>  <font color="#00AA00">/**
<font color="#555555">009 </font>   * Konvertiert ein Byte in einen Hex-String.
<font color="#555555">010 </font>   */</font>
<font color="#555555">011 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> String toHexString(<font color="#006699">byte</font> b)
<font color="#555555">012 </font>  {
<font color="#555555">013 </font>    <font color="#006699">int</font> value = (b &amp; 0x7F) + (b &lt; 0 ? 128 : 0);
<font color="#555555">014 </font>    String ret = (value &lt; 16 ? <font color="#0000FF">"0"</font> : <font color="#0000FF">""</font>);
<font color="#555555">015 </font>    ret += Integer.toHexString(value).toUpperCase();
<font color="#555555">016 </font>    <font color="#0000AA">return</font> ret;
<font color="#555555">017 </font>  }
<font color="#555555">018 </font>
<font color="#555555">019 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">020 </font>  {
<font color="#555555">021 </font>    <font color="#0000AA">if</font> (args.length &lt; 2) {
<font color="#555555">022 </font>      System.out.println(
<font color="#555555">023 </font>        <font color="#0000FF">"Usage: java Listing4803 md-algorithm filename"</font>
<font color="#555555">024 </font>      );
<font color="#555555">025 </font>      System.exit(0);
<font color="#555555">026 </font>    }
<font color="#555555">027 </font>    <font color="#0000AA">try</font> {
<font color="#555555">028 </font>      <font color="#00AA00">//MessageDigest erstellen</font>
<font color="#555555">029 </font>      MessageDigest md = MessageDigest.getInstance(args[0]);
<font color="#555555">030 </font>      FileInputStream in = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(args[1]);
<font color="#555555">031 </font>      <font color="#006699">int</font> len;
<font color="#555555">032 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] data = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">byte</font>[1024];
<font color="#555555">033 </font>      <font color="#0000AA">while</font> ((len = in.read(data)) &gt; 0) {
<font color="#555555">034 </font>        <font color="#00AA00">//MessageDigest updaten</font>
<font color="#555555">035 </font>        md.update(data, 0, len);
<font color="#555555">036 </font>      }
<font color="#555555">037 </font>      in.close();
<font color="#555555">038 </font>      <font color="#00AA00">//MessageDigest berechnen und ausgeben</font>
<font color="#555555">039 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] result = md.digest();
<font color="#555555">040 </font>      <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i &lt; result.length; ++i) {
<font color="#555555">041 </font>        System.out.print(toHexString(result[i]) + <font color="#0000FF">" "</font>);
<font color="#555555">042 </font>      }
<font color="#555555">043 </font>      System.out.println();
<font color="#555555">044 </font>    } <font color="#0000AA">catch</font> (Exception e) {
<font color="#555555">045 </font>      System.err.println(e.toString());
<font color="#555555">046 </font>      System.exit(1);
<font color="#555555">047 </font>    }
<font color="#555555">048 </font>  }
<font color="#555555">049 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing4803.java"><font color="#000055" size=-1>Listing4803.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.3: Erstellen eines Message Digests</i></p>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Im Paket <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
gibt es zwei Klassen, die einen Message Digest mit einem Stream kombinieren.
<a href="index_d.html#ixb101032"><font color=#000080><tt>DigestInputStream</tt></font></a>
ist ein Eingabe-Stream, der beim Lesen von Bytes parallel deren Message
Digest berechnet; <a href="index_d.html#ixb101031"><font color=#000080><tt>DigestOutputStream</tt></font></a>
f&uuml;hrt diese Funktion beim Schreiben aus. Beide &uuml;bertragen
die eigentlichen Bytes unver&auml;ndert und k&ouml;nnen dazu verwendet
werden, in einer Komposition von Streams &#187;nebenbei&#171; einen
Message Digest zu berechnen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001003001"></a>
<h4>Authentifizierung </h4>

<p>
Ein wichtiges Anwendungsgebiet von Message Digests ist die Authentifizierung,
d.h. die &Uuml;berpr&uuml;fung, ob die Person oder Maschine, mit der
kommuniziert werden soll, tats&auml;chlich &#187;echt&#171; ist (also
die ist, die sie vorgibt zu sein). Eine Variante, bei der ein Anwender
sich mit einem Benutzernamen und Pa&szlig;wort autorisiert, kann mit
Hilfe eines Message Digests in folgender Weise realisiert werden:
<ul>
<li>Zun&auml;chst wird vom System ein Benutzername vergeben.
<li>Beim ersten Anmelden gibt der Anwender den Benutzernamen und ein
von ihm vergebenes Pa&szlig;wort ein.
<li>Das System berechnet den Message Digest f&uuml;r das Pa&szlig;wort
und speichert ihn zusammen mit dem Benutzernamen in der Benutzerdatenbank
ab.
<li>Bei jedem weiteren Anmeldeversuch berechnet das System den Message
Digest zum eingegebenen Pa&szlig;wort und vergleicht ihn mit dem in
der Benutzerdatenbank zu diesem Benutzernamen gespeicherten. Sind
beide identisch, wird der Zugang gew&auml;hrt, andernfalls wird er
verweigert.
</ul>

<p>
Bemerkenswert daran ist, dass das System nicht die Pa&szlig;w&ouml;rter
selbst speichert, auch nicht in verschl&uuml;sselter Form. Ein Angriff
auf die Benutzerdatenbank mit dem Versuch, gespeicherte Pa&szlig;w&ouml;rter
zu entschl&uuml;sseln, ist daher nicht m&ouml;glich. Eine bekannte
(und leider schon oft erfolgreich praktizierte) Methode des Angriffs
besteht allerdings darin, Message Digests zu allen Eintr&auml;gen
in gro&szlig;en W&ouml;rterb&uuml;chern berechnen zu lassen, und sie
mit den Eintr&auml;gen der Benutzerdatenbank zu vergleichen. Das ist
einer der Gr&uuml;nde daf&uuml;r, weshalb als Pa&szlig;w&ouml;rter
niemals Allerweltsnamen oder einfache, in W&ouml;rterb&uuml;chern
verzeichnete, Begriffe verwendet werden sollten. 

<!-- Section -->

<a name="sectlevel4id048001003002"></a>
<h4>&#187;Unwissende&#171; Beweise </h4>

<p>
Eine weitere Anwendung von Message Digests besteht darin, die Existenz
von Geheimnissen oder den Nachweis der Kenntnis bestimmter Sachverhalte
nachzuweisen, ohne deren Inhalt preiszugeben - selbst nicht eigentlich
vertrauensw&uuml;rdigen Personen. Dies wird in Bruce Schneier's Buch
als <a name="ixa103461"><i>Zero-Knowledge Proof</i></a> bezeichnet
und funktioniert so: 
<ul>
<li>A speichert das Geheimnis in elektronischer Form und berechnet
den Message Digest dazu.
<li>A deponiert das Geheimnis an einer Stelle, die f&uuml;r Dritte
unerreichbar ist.
<li>A &uuml;bergibt den Message Digest zum Zeitpunkt X einem Notar,
der Inhalt und Eingangsdatum best&auml;tigt und urkundlich festh&auml;lt.
Alternativ kann A den Message Digest auch in der regionalen Tagespresse
ver&ouml;ffentlichen und sich den Zeitungsausschnitt an die Wand h&auml;ngen.
</ul>

<p>
Das Geheimnis ist nicht ver&ouml;ffentlicht, der Nachweis f&uuml;r
seine Existenz zum Zeitpunkt X aber erbracht. Mu&szlig; A Jahre sp&auml;ter
die Existenz dieser Informationen nachweisen, holt es die Diskette
mit dem Geheimnis aus dem Tresor, berechnet den Message Digest erneut
und zeigt dessen &Uuml;bereinstimmung mit dem seinerzeit in der Zeitung
ver&ouml;ffentlichten. 

<!-- Section -->

<a name="sectlevel4id048001003003"></a>
<h4>Fingerprints<a name="ixa103462"></a><a name="ixa103463"></a> </h4>

<p>
Eine weitere Anwendung von Message Digests besteht im Erstellen von
Fingerprints (also digitalen Fingerabdr&uuml;cken) zu &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;sseln (was das genau ist, wird in <a href="k100303.html#publickeykrypto">Abschnitt 48.1.5</a>
erkl&auml;rt). Um die Korrektheit eines &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssels
nachzuweisen, wird daraus ein Message Digest berechnet und als digitaler
Fingerabdruck an prominenter Stelle ver&ouml;ffentlicht (beispielsweise
in den Signaturen der E-Mails des Schl&uuml;sselinhabers). 

<p>
Soll vor der Verwendung eines &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel &uuml;berpr&uuml;ft
werden, ob dieser auch wirklich dem gew&uuml;nschten Inhaber geh&ouml;rt,
ist lediglich der (durch das Schl&uuml;sselverwaltungsprogramm adhoc
berechnete) Fingerprint des &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssels mit
dem in der E-Mail ver&ouml;ffentlichten zu vergleichen. Stimmen beide
&uuml;berein, erh&ouml;ht sich das Vertrauen in die Authentizit&auml;t
des &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssels und er kann verwendet werden.
Stimmen sie nicht &uuml;berein, sollte der Schl&uuml;ssel auf keinen
Fall verwendet werden. Wir werden in <a href="k100303.html#zertifikate">Abschnitt 48.1.7</a>
noch einmal auf diese Problematik zur&uuml;ckkommen. 

<!-- Section -->

<a name="kryptozufallszahlen"></a>
<h3>48.1.4 Kryptografische Zufallszahlen </h3>

<p>
Zufallszahlen wurden bereits in <a href="k100108.html#zufallszahlen">Abschnitt 16.1</a>
vorgestellt. In kryptografischen Anwendungen werden allerdings bessere
Zufallszahlengeneratoren ben&ouml;tigt, als in den meisten Programmiersprachen
implementiert sind. Einerseits sollte die Verteilung der Zufallszahlen
besser sein, andererseits wird eine gr&ouml;&szlig;ere Periodizit&auml;t
gefordert (das ist die L&auml;nge der Zahlensequenz, nach der sich
eine Folge von Zufallszahlen fr&uuml;hestens wiederholt). Zudem muss
die n&auml;chste Zahl der Folge praktisch unvorhersagbar sein - selbst
wenn deren Vorg&auml;nger bekannt sind. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Es ist bekannt, dass sich mit deterministischen Maschinen (wie Computerprogramme
es beispielsweise sind) keine <i>echten</i> Zufallszahlen erzeugen
lassen. Eigentlich m&uuml;ssten wir daher von <a name="ixa103464"><i>Pseudo-Zufallszahlen</i></a>
sprechen, um darauf hinzuweisen, dass unsere Zufallszahlengeneratoren
stets deterministische Zahlenfolgen erzeugen. Mit der zus&auml;tzlichen
Forderung kryptografischer Zufallszahlen, praktisch unvorhersagbare
Zahlenfolgen zu generieren, wird diese Unterscheidung an dieser Stelle
unbedeutend. Tats&auml;chlich besteht der wichtigste Unterschied zu
&#187;echten&#171; Zufallsgeneratoren nur noch darin, dass deren Folgen
nicht zuverl&auml;ssig <i>reproduziert</i> werden k&ouml;nnen (was
bei unseren Pseudo-Zufallszahlen sehr wohl der Fall ist). Wir werden
im folgenden daher den Begriff &#187;Zufallszahl&#171; auch dann verwenden,
wenn eigentlich &#187;Pseudo-Zufallszahl&#171; gemeint ist.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>

<p>
Die Klasse <a name="ixa103465"><a href="index_s.html#ixb102591"><font color=#000080><tt>SecureRandom</tt></font></a></a>
des Pakets <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
implementiert einen Generator f&uuml;r kryptografische Zufallszahlen,
der die oben genannten Eigenschaften besitzt. Er wird durch Aufruf
der Methode <a name="ixa103466"><a href="index_g.html#ixb102581"><font color=#000080><tt>getInstance</tt></font></a></a>
&auml;hnlich instanziert wie ein Message Digest: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public static SecureRandom getInstance(String algorithm)
  throws NoSuchAlgorithmException
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/MessageDigest.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.MessageDigest')"><font color="#660066" size=-1>java.security.MessageDigest</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Als Algorithmus ist beispielsweise &#187;SHA1PRNG&#171; im JDK 1.2
implementiert. Hierbei entstehen die Zufallszahlen aus der Berechnung
eines Message Digests f&uuml;r eine Pseudonachricht, die aus einer
Kombination aus Initialwert und fortlaufendem Z&auml;hler besteht.
Die Klasse <a href="index_s.html#ixb102591"><font color=#000080><tt>SecureRandom</tt></font></a>
stellt weiterhin die Methoden <a name="ixa103467"><a href="index_s.html#ixb102592"><font color=#000080><tt>setSeed</tt></font></a></a>
und <a name="ixa103468"><a href="index_n.html#ixb102593"><font color=#000080><tt>nextBytes</tt></font></a></a>
zur Verf&uuml;gung: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public void setSeed(long seed)

public void nextBytes(byte[] bytes)
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/MessageDigest.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.MessageDigest')"><font color="#660066" size=-1>java.security.MessageDigest</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Mit <a href="index_s.html#ixb102592"><font color=#000080><tt>setSeed</tt></font></a>
wird der Zufallszahlengenerator initialisiert. Die Methode sollte
nach der Konstruktion einmal aufgerufen werden, um den Initialwert
festzulegen (andernfalls macht es der Generator selbst). Gleiche Initialwerte
f&uuml;hren auch zu gleichen Folgen von Zufallszahlen. Mit <a href="index_n.html#ixb102593"><font color=#000080><tt>nextBytes</tt></font></a>
wird eine beliebig lange Folge von Zufallszahlen erzeugt und in dem
als Argument &uuml;bergebenen Byte-Array zur&uuml;ckgegeben. 

<p>
Das folgende Listing instanziert einen Zufallszahlengenerator und
erzeugt zehn Folgen zu je acht Bytes Zufallszahlen, die dann auf dem
Bildschirm ausgegeben werden: 
<a name="listingid048004"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* Listing4804.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.*;
<font color="#555555">004 </font>
<font color="#555555">005 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing4804
<font color="#555555">006 </font>{
<font color="#555555">007 </font>  <font color="#00AA00">/**
<font color="#555555">008 </font>   * Konvertiert ein Byte in einen Hex-String.
<font color="#555555">009 </font>   */</font>
<font color="#555555">010 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> String toHexString(<font color="#006699">byte</font> b)
<font color="#555555">011 </font>  {
<font color="#555555">012 </font>    <font color="#006699">int</font> value = (b &amp; 0x7F) + (b &lt; 0 ? 128 : 0);
<font color="#555555">013 </font>    String ret = (value &lt; 16 ? <font color="#0000FF">"0"</font> : <font color="#0000FF">""</font>);
<font color="#555555">014 </font>    ret += Integer.toHexString(value).toUpperCase();
<font color="#555555">015 </font>    <font color="#0000AA">return</font> ret;
<font color="#555555">016 </font>  }
<font color="#555555">017 </font>
<font color="#555555">018 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">019 </font>  {
<font color="#555555">020 </font>    <font color="#0000AA">try</font> {
<font color="#555555">021 </font>      <font color="#00AA00">//Zufallszahlengenerator erstellen</font>
<font color="#555555">022 </font>      SecureRandom rand = SecureRandom.getInstance(<font color="#0000FF">"SHA1PRNG"</font>);
<font color="#555555">023 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] data = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">byte</font>[8];
<font color="#555555">024 </font>      <font color="#00AA00">//Startwert initialisieren</font>
<font color="#555555">025 </font>      rand.setSeed(0x123456789ABCDEF0L);
<font color="#555555">026 </font>      <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 0; i &lt; 10; ++i) {
<font color="#555555">027 </font>        <font color="#00AA00">//Zufallszahlen berechnen</font>
<font color="#555555">028 </font>        rand.nextBytes(data);
<font color="#555555">029 </font>        <font color="#00AA00">//Ausgeben</font>
<font color="#555555">030 </font>        <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> j = 0; j &lt; 8; ++j) {
<font color="#555555">031 </font>          System.out.print(toHexString(data[j]) + <font color="#0000FF">" "</font>);
<font color="#555555">032 </font>        }
<font color="#555555">033 </font>        System.out.println();
<font color="#555555">034 </font>      }
<font color="#555555">035 </font>    } <font color="#0000AA">catch</font> (Exception e) {
<font color="#555555">036 </font>      System.err.println(e.toString());
<font color="#555555">037 </font>      System.exit(1);
<font color="#555555">038 </font>    }
<font color="#555555">039 </font>  }
<font color="#555555">040 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/Listing4804.java"><font color="#000055" size=-1>Listing4804.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.4: Erzeugen kryptografischer Zufallszahlen</i></p>


<!-- Section -->
<a name="publickeykrypto"></a>
<h3>48.1.5 <a name="ixa103469">Public-Key-Verschl&uuml;sselung</a></h3>

<p>
Eines der Hauptprobleme bei der Anwendung symmetrischer Verschl&uuml;sselungen
ist das der <i>Schl&uuml;ssel&uuml;bertragung</i>. Eine verschl&uuml;sselte
Nachricht kann n&auml;mlich nur dann sicher &uuml;bertragen werden,
wenn der Schl&uuml;ssel auf einem sicheren Weg vom Sender zum Empf&auml;nger
gelangt. Je nach r&auml;umlicher, technischer oder organisatorischer
Distanz zwischen beiden Parteien kann das unter Umst&auml;nden sehr
schwierig sein. 

<p>
Mit der Erfindung der Public-Key-Kryptosysteme wurde dieses Problem
Mitte der siebziger Jahre entscheidend entsch&auml;rft. Bei einem
solchen System wird nicht ein einzelner Schl&uuml;ssel verwendet,
sondern diese treten immer paarweise auf. Einer der Schl&uuml;ssel
ist &ouml;ffentlich und dient dazu, Nachrichten zu verschl&uuml;sseln.
Der anderen Schl&uuml;ssel ist privat. Er dient dazu, mit dem &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel verschl&uuml;sselte Nachrichten zu entschl&uuml;sseln.

<p>
Das Schl&uuml;ssel&uuml;bertragungsproblem wird nun dadurch gel&ouml;st,
dass ein potentieller Empf&auml;nger verschl&uuml;sselter Nachrichten
seinen &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel an allgemein zug&auml;nglicher
Stelle publiziert. Seinen privaten Schl&uuml;ssel h&auml;lt er dagegen
geheim. Will ein Sender eine geheime Nachricht an den Empf&auml;nger
&uuml;bermitteln, verwendet er dessen allgemein bekannten &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel und &uuml;bertr&auml;gt die verschl&uuml;sselte Nachricht
an den Empf&auml;nger. Nur mit Hilfe seines privaten Schl&uuml;ssels
kann dieser nun die Nachricht entziffern. 

<p>
Das Verfahren funktioniert nat&uuml;rlich nur, wenn der &ouml;ffentliche
Schl&uuml;ssel nicht dazu taugt, die mit ihm verschl&uuml;sselte Nachricht
zu entschl&uuml;sseln. Auch darf es nicht m&ouml;glich sein, mit vertretbarem
Aufwand den privaten Schl&uuml;ssel aus dem &ouml;ffentlichen herzuleiten.
Beide Probleme sind aber gel&ouml;st, und es gibt sehr leistungsf&auml;hige
und sichere Verschl&uuml;sselungsverfahren, die auf dem Prinzip der
Public-Key-Kryptographie beruhen. Bekannte Beispiele f&uuml;r solche
Systeme sind <a name="ixa103470"><i>RSA</i></a> (benannt nach ihren
Erfindern Rivest, Shamir und Adleman) und <a name="ixa103471"><i>DSA</i></a>
(<a name="ixa103472"><i>Digital Signature Architecture</i></a>). 

<p>
Asymmetrische Kryptosysteme haben meist den Nachteil, sehr viel langsamer
zu arbeiten als symmetrische. In der Praxis kombiniert man daher beide
Verfahren und kommt so zu hybriden Kryptosystemen <a name="ixa103473"></a>.
Um eine geheime Nachricht von A nach B zu &uuml;bertragen, wird dabei
in folgenden Schritten vorgegangen: 
<ul>
<li>Mit Hilfe eines kryptografischen Zufallszahlengenerators erzeugt
A einen Einmalschl&uuml;ssel (der auch als <i>Session Key</i> bezeichnet
wird).
<li>A verschl&uuml;sselt die geheime Nachricht mit Hilfe des Session
Keys und eines (schnellen) symmetrischen Verfahrens.
<li>A verschl&uuml;sselt den Session-Key mit dem &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel von B auf der Basis des vereinbarten Public-Key-Kryptoverfahrens
und sendet ihn zusammen mit der verschl&uuml;sselten Nachricht an
B.
<li>B entschl&uuml;sselt den Session-Key mit seinem privaten Schl&uuml;ssel.
<li>B entschl&uuml;sselt die geheime Nachricht mit dem Session Key.
</ul>

<p>
Fast alle Public-Key-Kryptosysteme arbeiten in dieser Weise als Hybridsysteme.
Andernfalls w&uuml;rde das Ver- und Entschl&uuml;sseln bei gro&szlig;en
Nachrichten viel zu lange dauern. Ein bekanntes Beispiel f&uuml;r
ein solches System ist <a name="ixa103474"><i>PGP</i></a> (<a name="ixa103475"><i>Pretty
Good Privacy</i></a>) von Phil Zimmermann.
Es wird vorwiegend beim Versand von E-Mails verwendet und gilt als
sehr sicher. Freie Implementierungen stehen f&uuml;r viele Plattformen
zu Verf&uuml;gung. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Das Ver- und Entschl&uuml;sseln von Daten mit Hilfe von asymmetrischen
Verfahren war bis zur Version 1.3 nicht im JDK enthalten. Zwar gab
es als Erweiterung zum JDK die <a name="ixa103476"><i>JCE</i></a>
(<a name="ixa103477"><i>JAVA Cryptography Extension</i></a>), doch
diese durfte nur in den USA und Kanada verwendet werden. Mit dem JDK
1.4 wurden die JCE, sowie die <a name="ixa103478"><i>Java Secure Socket Extension</i></a>
(<a name="ixa103479"><i>JSSE</i></a>) und der <a name="ixa103480"><i>Java Authentication
and Authorization Service</i></a> (<a name="ixa103481"><i>JAAS</i></a>)
fester Bestandteil des JDK. Dennoch gibt es nach wie vor einige Einschr&auml;nkungen
in der Leistungsf&auml;higkeit der einzelnen Pakete, die auf US-Exportbeschr&auml;nkungen
zur&uuml;ckzuf&uuml;hren sind. Details k&ouml;nnen in der Dokumentation
zum JDK 1.4 oder neueren Versionen nachgelesen werden.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>


<!-- Section -->
<a name="digitaleunterschriften"></a>
<h3>48.1.6 Digitale Unterschriften<a name="ixa103482"></a> </h3>

<p>
Ein gro&szlig;er Vorteil der Public-Key-Kryptosysteme ist es, dass
sie M&ouml;glichkeiten zum Erstellen und Verifizieren von <i>digitalen
Unterschriften</i> bieten. Eine digitale Unterschrift besitzt folgende
wichtige Eigenschaften: 
<ul>
<li>Sie stellt sicher, dass eine Nachricht von einem ganz bestimmten
und eindeutig identifizierbaren Absender stammt.
<li>Sie stellt sicher, dass die Nachricht intakt ist und nicht w&auml;hrend
der &Uuml;bertragung ver&auml;ndert wurde.
</ul>

<p>
Beide Eigenschaften sind f&uuml;r den elektronischen Datenverkehr
so fundamental wie die Verschl&uuml;sselung selbst. Technisch basieren
sie darauf, dass die Funktionsweise eines Public-Key-Kryptosystems
sich umkehren l&auml;&szlig;t. Da&szlig; es also m&ouml;glich ist,
Nachrichten, die mit einem privaten Schl&uuml;ssel verschl&uuml;sselt
wurden, mit Hilfe des korrespondierenden &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssels
zu entschl&uuml;sseln. 

<p>
Im Prinzip funktioniert eine digitale Unterschrift so: 

<p>
Will A eine Nachricht signieren, so verschl&uuml;sselt er sie mit
seinem privaten Schl&uuml;ssel. Jeder, der im Besitz des &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel von A ist, kann sie entschl&uuml;sseln. Da nur A seinen
eigenen privaten Schl&uuml;ssel kennt, <i>muss</i> die Nachricht von
ihm stammen. Da es keinem Dritten m&ouml;glich ist, die entschl&uuml;sselte
Nachricht zu modifizieren und sie erneut mit dem privaten Schl&uuml;ssel
von A zu verschl&uuml;sseln, ist auch die Integrit&auml;t der Nachricht
sichergestellt. Den Vorgang des &Uuml;berpr&uuml;fens der Integrit&auml;t
und Authentizit&auml;t bezeichnet man als <i>Verifizieren</i> einer
digitalen Unterschrift. 

<p>
In der Praxis sind die Dinge wieder einmal etwas komplizierter, denn
die Langsamkeit der asymmetrischen Verfahren erfordert eine etwas
aufw&auml;ndigere Vorgehensweise. Statt die komplette Nachricht zu
verschl&uuml;sseln, berechnet A zun&auml;chst einen Message Digest
der Nachricht. Diesen verschl&uuml;sselt A mit seinem privaten Schl&uuml;ssel
und versendet ihn als Anhang zusammen mit der Nachricht. Ein Empf&auml;nger
wird die Nachricht lesen, ihren Message Digest bilden, und diesen
dann mit dem (mit Hilfe des &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssels von
A entschl&uuml;sselten) Original-Message-Digest vergleichen. Stimmen
beide &uuml;berein, ist die Signatur g&uuml;ltig. Die Nachricht stammt
dann sicher von A und wurde nicht ver&auml;ndert. Stimmen sie nicht
&uuml;berein, wurde sie ver- oder gef&auml;lscht. 

<p>
Das JDK stellt Klassen zum Erzeugen und Verifizieren digitaler Unterschriften
zur Verf&uuml;gung. Wir wollen uns beide Verfahren in den folgenden
Abschnitten ansehen. Zuvor wird allerdings ein Schl&uuml;sselpaar
ben&ouml;tigt, dessen Generierung im n&auml;chsten Abschnitt besprochen
wird. 

<!-- Section -->

<a name="sectlevel4id048001006001"></a>
<h4>Erzeugen und Verwalten von Schl&uuml;sseln mit dem JDK </h4>

<p>
Um digitale Unterschriften erzeugen und verifizieren zu k&ouml;nnen,
m&uuml;ssen Schl&uuml;sselpaare erzeugt und verwaltet werden. Seit
dem JDK 1.2 wird dazu eine Schl&uuml;sseldatenbank verwendet, auf
die mit Hilfe des Hilfsprogramms <a name="ixa103483"><a href="index_k.html#ixb102608"><font color=#000080><tt>keytool</tt></font></a></a>
zugegriffen werden kann. <a href="index_k.html#ixb102608"><font color=#000080><tt>keytool</tt></font></a>
kann Schl&uuml;sselpaare erzeugen, in der Datenbank speichern und
zur Bearbeitung wieder herausgeben. Zudem besitzt es die F&auml;higkeit,
Zertifikate (siehe <a href="k100303.html#zertifikate">Abschnitt 48.1.7</a>)
zu importieren und in der Datenbank zu verwalten. Die Datenbank hat
standardm&auml;&szlig;ig den Namen &#187;.keystore&#171;<a name="ixa103484"></a>
und liegt im Home-Verzeichnis des angemeldeten Benutzers (bzw. im
Verzeichnis <font color="#660099">\windows</font> eines Windows-95/98-Einzelplatzsystems).

<p>
<a href="index_k.html#ixb102608"><font color=#000080><tt>keytool</tt></font></a>
ist ein kommandozeilenbasiertes Hilfsprogramm, das eine gro&szlig;e
Anzahl an Funktionen bietet. Wir wollen hier nur die f&uuml;r den
Umgang mit digitalen Unterschriften ben&ouml;tigten betrachten. Eine
vollst&auml;ndige Beschreibung findet sich in der Tool-Dokumentation
des JDK. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Im JDK 1.1 gab es <a href="index_k.html#ixb102608"><font color=#000080><tt>keytool</tt></font></a>
noch nicht. Statt dessen wurde das Programm <a name="ixa103485"><a href="index_j.html#ixb102610"><font color=#000080><tt>javakey</tt></font></a></a>
zur Schl&uuml;sselverwaltung verwendet. Hier soll nur das Security-API
des JDK 1.2 und dar&uuml;ber betrachtet werden. Wir wollen daher auf
<a href="index_j.html#ixb102610"><font color=#000080><tt>javakey</tt></font></a>
und andere Eigenschaften der Pr&auml;-1.2-JDKs nicht eingehen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#FF9900">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;JDK1.1-6.0&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>

<p>
Um ein neues Schl&uuml;sselpaar zu erzeugen, ist <a href="index_k.html#ixb102608"><font color=#000080><tt>keytool</tt></font></a>
mit dem Kommando <font color="#000077"><tt>-genkey</tt></font> aufzurufen.
Zus&auml;tzlich m&uuml;ssen weitere Parameter angegeben werden: 
<ul>
<li>Mit <font color="#000077"><tt>-alias</tt></font> wird der Aliasname
des neu zu generierenden Eintrags angegeben. Er dient als eindeutiger
Bezeichner und wird k&uuml;nftig immer dann gebraucht, wenn auf diesen
Eintrag zugegriffen werden soll.
<li>Mit <font color="#000077"><tt>-dname</tt></font> wird ein strukturierter
Name f&uuml;r den Schl&uuml;sselbesitzer angegeben. Er besteht aus
mehreren Teilen, die durch Kommata voneinander getrennt sind. Jeder
einzelne Teil besteht aus einer mnemonischen Bezeichnung, gefolgt
von einem Gleichheitszeichen und dem zugeh&ouml;rigen Wert. Einzelne
Bestandteile k&ouml;nnen ausgelassen werden. Der strukturierte Name
kann folgende Teile enthalten : 
<ul>
<li><font color="#000077"><tt>CN</tt></font>: &Uuml;blicher Name (Common
Name) 
<li><font color="#000077"><tt>OU</tt></font>: Organisatorische Einheit
(Organisational Unit) 
<li><font color="#000077"><tt>O</tt></font>: Unternehmen/Organisation
(Organisation) 
<li><font color="#000077"><tt>L</tt></font>: Stadt (Location) 
<li><font color="#000077"><tt>S</tt></font>: Bundesstaat (State) 
<li><font color="#000077"><tt>C</tt></font>: Land (Countrycode) 
</ul>
</ul>

<p>
Die Optionen f&uuml;r den Schl&uuml;ssel- und Signaturtyp (<font color="#000077"><tt>-keyalg</tt></font>
und <font color="#000077"><tt>-sigalg</tt></font>) sowie die Schl&uuml;ssell&auml;nge
(<font color="#000077"><tt>-keysize</tt></font>) und die G&uuml;ltigkeitsdauer
(<font color="#000077"><tt>-validity</tt></font>) sollen unspezifiziert
bleiben (und daher gem&auml;&szlig; den eingebauten Voreinstellungen
belegt werden). Zus&auml;tzlich besitzt jede Schl&uuml;sseldatenbank
ein Zugriffspa&szlig;wort, das mit der Option <font color="#000077"><tt>-storepass</tt></font>
(oder alternativ in der Eingabezeile) angegeben wird. Schlie&szlig;lich
besitzt jeder private Schl&uuml;ssel ein Schl&uuml;sselpa&szlig;wort,
das mit der Option <font color="#000077"><tt>-keypass</tt></font>
(oder &uuml;ber die Eingabezeile) angegeben wird. 

<p>
Wir wollen zun&auml;chst ein Schl&uuml;sselpaar mit dem Aliasnamen
&#187;hjp3&#171; erzeugen und mit dem Pa&szlig;wort &#187;hjp3key&#171;
vor unberechtigtem Zugriff sch&uuml;tzen. Die Schl&uuml;sseldatenbank
wird beim Anlegen des ersten Schl&uuml;ssel automatisch erzeugt und
bekommt das Pa&szlig;wort &#187;hjp3ks&#171; zugewiesen. Wir verwenden
dazu folgendes Kommando (bitte haben Sie etwas Geduld, das Programm
ben&ouml;tigt eine ganze Weile): 
<font color="#333300">
<pre>
c:\--&gt;<b>keytool -genkey -alias hjp3 -dname
      "CN=Guido Krueger,O=Computer Books,C=de"</b>
Enter keystore password:  <b>hjp3ks</b>
Enter key password for &lt;hjp3&gt;
        (RETURN if same as keystore password):  <b>hjp3key</b>
</pre>
</font>

<p>
Nun wird ein DSA-Schl&uuml;sselpaar der L&auml;nge 1024 mit einer
G&uuml;ltigkeitsdauer von 90 Tagen erzeugt. Zur &Uuml;berpr&uuml;fung
kann das Kommando <font color="#000077"><tt>-list</tt></font> (in
Kombination mit <font color="#000077"><tt>-v</tt></font>) angegeben
werden: 
<font color="#333300">
<pre>
C:\---&gt;<b>keytool -alias hjp3 -list -v</b>
Enter keystore password:  <b>hjp3ks</b>
Alias name: hjp3
Creation date: Sun Dec 26 17:11:36 GMT+01:00 1999
Entry type: keyEntry
Certificate chain length: 1
Certificate[1]:
Owner: CN=Guido Krueger, O=Computer Books, C=de
Issuer: CN=Guido Krueger, O=Computer Books, C=de
Serial number: 38663e2d
Valid from: Sun Dec 26 17:11:25 GMT+01:00 1999 until: Sat Mar 25 17:11:25 GMT+01:00 2000
Certificate fingerprints:
         MD5:  D5:73:AB:06:25:16:7F:36:27:DF:CF:9D:C9:DE:AD:35
         SHA1: E0:A4:39:65:60:06:48:61:82:5E:8C:47:8A:2B:04:A4:6D:43:56:05
</pre>
</font>

<p>
Gleichzeitig wird ein <a name="ixa103486"><i>Eigenzertifikat</i></a>
f&uuml;r den gerade generierten &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel erstellt.
Es kann dazu verwendet werden, digitale Unterschriften zu verifizieren.
Jedes Zertifikat in der Schl&uuml;sseldatenbank (und damit jeder eingebettete
&ouml;ffentliche Schl&uuml;ssel) gilt im JDK automatisch als vertrauensw&uuml;rdig.


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001006002"></a>
<h4>Erstellen einer digitalen Unterschrift </h4>

<p>
Wie erw&auml;hnt, entsteht eine digitale Unterschrift zu einer Nachricht
durch das Verschl&uuml;sseln des Message Digests der Nachricht mit
dem privaten Schl&uuml;ssel des Unterzeichnenden. Nachdem wir nun
ein Schl&uuml;sselpaar erstellt haben, k&ouml;nnen wir es nun dazu
verwenden, beliebige Dateien zu signieren. 

<p>
Dazu wird die Klasse <a name="ixa103487"><a href="index_s.html#ixb102612"><font color=#000080><tt>Signature</tt></font></a></a>
des Pakets <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
verwendet. Ihre Programmierschnittstelle &auml;hnelt der der Klasse
<a href="index_m.html#ixb102580"><font color=#000080><tt>MessageDigest</tt></font></a>:
zun&auml;chst wird ein Objekt mit Hilfe einer Factory-Methode beschafft,
dann wird es initialisiert, und schlie&szlig;lich werden die Daten
durch wiederholten Aufruf von <a href="index_u.html#ixb101747"><font color=#000080><tt>update</tt></font></a>
&uuml;bergeben. Nachdem alle Daten angegeben wurden, berechnet ein
letzter Methodenaufruf das Resultat. 

<p>
Ein <a href="index_s.html#ixb102612"><font color=#000080><tt>Signature</tt></font></a>-Objekt
kann wahlweise zum Signieren oder zum Verifizieren verwendet werden.
Welche der beiden Funktionen aktiviert wird, ist nach der Instanzierung
durch den Aufruf einer Initialisierungsmethode festzulegen. Ein Aufruf
von <a name="ixa103488"><a href="index_i.html#ixb102613"><font color=#000080><tt>initSign</tt></font></a></a>
initialisiert das Objekt zum Signieren, ein Aufruf von <a name="ixa103489"><a href="index_i.html#ixb102614"><font color=#000080><tt>initVerify</tt></font></a></a>
zum Verifizieren. 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public static Signature getInstance(String algorithm)
  throws NoSuchAlgorithmException

public final void initSign(PrivateKey privateKey)
  throws InvalidKeyException

public final void initVerify(PublicKey publicKey)
  throws InvalidKeyException
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/Signature.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.Signature')"><font color="#660066" size=-1>java.security.Signature</font></a></td>
</tr>
</table>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Als Argument von <a href="index_g.html#ixb102581"><font color=#000080><tt>getInstance</tt></font></a>
wird der gew&uuml;nschte Signier-Algorithmus &uuml;bergeben. Auch
hier wird - wie an vielen Stellen im Security-API des JDK - eine Strategie
verfolgt, nach der die verf&uuml;gbaren Algorithmen konfigurier- und
austauschbar sind. Dazu wurde ein <i>Provider-Konzept</i><a name="ixa103490"></a>
entwickelt, mit dessen Hilfe dem API Klassenpakete zur Verf&uuml;gung
gestellt werden k&ouml;nnen, die Funktionalit&auml;ten des Security-Pakets
teilweise oder ganz austauschen. Falls der Provider beim Aufruf von
<a href="index_g.html#ixb102581"><font color=#000080><tt>getInstance</tt></font></a>
nicht angegeben wird, benutzt die Methode den Standard-Provider &#187;SUN&#171;,
der zusammen mit dem JDK ausgeliefert wird. Der zu dem von uns generierten
Schl&uuml;ssel passende Algorithmus ist &#187;SHA/DSA&#171;.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>

<p>
Die zum Aufruf der init-Methoden ben&ouml;tigten Schl&uuml;ssel k&ouml;nnen
aus der Schl&uuml;sseldatenbank beschafft werden. Auf sie kann mit
Hilfe der Klasse <a name="ixa103491"><a href="index_k.html#ixb102616"><font color=#000080><tt>KeyStore</tt></font></a></a>
des Pakets <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
zugegriffen werden. Dazu wird zun&auml;chst ein <a href="index_k.html#ixb102616"><font color=#000080><tt>KeyStore</tt></font></a>-Objekt
instanziert und durch Aufruf von <a href="index_l.html#ixb100707"><font color=#000080><tt>load</tt></font></a>
mit den Daten aus der Schl&uuml;sseldatenbank gef&uuml;llt. Mit <a href="index_g.html#ixb100751"><font color=#000080><tt>getKey</tt></font></a>
kann auf einen privaten Schl&uuml;ssel zugegriffen werden, mit <a href="index_g.html#ixb102617"><font color=#000080><tt>getCertificate</tt></font></a>
auf einen &ouml;ffentlichen: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public static KeyStore getInstance(String type)
  throws KeyStoreException

public final Key getKey(String alias, char[] password)
  throws KeyStoreException,
         NoSuchAlgorithmException,
         UnrecoverableKeyException

public final Certificate getCertificate(String alias)
  throws KeyStoreException
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/KeyStore.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.KeyStore')"><font color="#660066" size=-1>java.security.KeyStore</font></a></td>
</tr>
</table>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Das von <a name="ixa103492"><a href="index_g.html#ixb102617"><font color=#000080><tt>getCertificate</tt></font></a></a>
zur&uuml;ckgegebene Objekt vom Typ <a name="ixa103493"><a href="index_c.html#ixb102618"><font color=#000080><tt>Certificate</tt></font></a></a>
stammt nicht aus dem Paket <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>,
sondern <a name="ixa103494"><a href="index_j.html#ixb102619"><font color=#000080><tt>java.security.cert</tt></font></a></a>.
Das in <a href="index_j.html#ixb100601"><font color=#000080><tt>java.security</tt></font></a>
vorhandene gleichnamige Interface wurde bis zum JDK 1.1 verwendet,
ab 1.2 aber als <a name="ixa103495"><a href="index_d.html#ixb100161"><font color=#000080><tt>deprecated</tt></font></a></a>
markiert. Wenn nicht mit qualifizierten Klassennamen gearbeitet wird,
muss daher die <a href="index_i.html#ixb100169"><font color=#000080><tt>import</tt></font></a>-Anweisung
f&uuml;r <a href="index_c.html#ixb102618"><font color=#000080><tt>java.security.cert.Certificate</tt></font></a>
im Quelltext <i>vor</i> der <a href="index_i.html#ixb100169"><font color=#000080><tt>import</tt></font></a>-Anweisung
von <a href="index_c.html#ixb102618"><font color=#000080><tt>java.security.Certificate</tt></font></a>
stehen.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#CC0000">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Warnung&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>

<p>
Die Klasse <a href="index_c.html#ixb102618"><font color=#000080><tt>Certificate</tt></font></a>
besitzt eine Methode <a name="ixa103496"><a href="index_g.html#ixb102620"><font color=#000080><tt>getPublicKey</tt></font></a></a>,
mit der auf den im Zertifikat enthaltenen &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel
zugegriffen werden kann: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public PublicKey getPublicKey()
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/cert/Certificate.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.cert.Certificate')"><font color="#660066" size=-1>java.security.cert.Certificate</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Ist das <a href="index_s.html#ixb102612"><font color=#000080><tt>Signature</tt></font></a>-Objekt
initialisiert, wird es durch Aufruf von <a href="index_u.html#ixb101747"><font color=#000080><tt>update</tt></font></a>
mit Daten versorgt. Nachdem alle Daten &uuml;bergeben wurden, kann
mit <a name="ixa103497"><a href="index_s.html#ixb102621"><font color=#000080><tt>sign</tt></font></a></a>
die Signatur abgefragt werden. Wurde das Objekt zum Verifizieren initialisiert,
kann das Ergebnis durch Aufruf von <a name="ixa103498"><a href="index_v.html#ixb102622"><font color=#000080><tt>verify</tt></font></a></a>
abgefragt werden: 
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
public final byte[] sign()
  throws SignatureException

public final boolean verify(byte[] signature)
  throws SignatureException
</pre>
</font>
</td>
<td valign=top>
<a href="../jdkdocs/api/java/security/Signature.html" onClick="this.href=getApiDoc('java.security.Signature')"><font color="#660066" size=-1>java.security.Signature</font></a></td>
</tr>
</table>

<p>
Nach diesen Vor&uuml;berlegungen k&ouml;nnen wir uns nun das Programm
zum Erstellen einer digitalen Unterschrift ansehen. Es erwartet zwei
Kommandozeilenargumente: den Namen der zu signierenden Datei und den
Namen der Datei, in den die digitale Unterschrift ausgegeben werden
soll. 
<a name="listingid048005"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* DigitalSignature.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">import</font> java.io.*;
<font color="#555555">004 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.cert.Certificate;
<font color="#555555">005 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.*;
<font color="#555555">006 </font>
<font color="#555555">007 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> DigitalSignature
<font color="#555555">008 </font>{
<font color="#555555">009 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> String KEYSTORE = <font color="#0000FF">"c:\\windows\\.keystore"</font>;
<font color="#555555">010 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> <font color="#006699">char</font>[] KSPASS   = {<font color="#0000FF">'h'</font>,<font color="#0000FF">'j'</font>,<font color="#0000FF">'p'</font>,<font color="#0000FF">'3'</font>,<font color="#0000FF">'k'</font>,<font color="#0000FF">'s'</font>};
<font color="#555555">011 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> String ALIAS    = <font color="#0000FF">"hjp3"</font>;
<font color="#555555">012 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> <font color="#006699">char</font>[] KEYPASS  = {<font color="#0000FF">'h'</font>,<font color="#0000FF">'j'</font>,<font color="#0000FF">'p'</font>,<font color="#0000FF">'3'</font>,<font color="#0000FF">'k'</font>,<font color="#0000FF">'e'</font>,<font color="#0000FF">'y'</font>};
<font color="#555555">013 </font>
<font color="#555555">014 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">015 </font>  {
<font color="#555555">016 </font>    <font color="#0000AA">try</font> {
<font color="#555555">017 </font>      <font color="#00AA00">//Laden der Schl&uuml;sseldatenbank</font>
<font color="#555555">018 </font>      KeyStore ks = KeyStore.getInstance(<font color="#0000FF">"JKS"</font>);
<font color="#555555">019 </font>      FileInputStream ksin = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(KEYSTORE);
<font color="#555555">020 </font>      ks.load(ksin, KSPASS);
<font color="#555555">021 </font>      ksin.close();
<font color="#555555">022 </font>      <font color="#00AA00">//Privaten Schl&uuml;ssel "hjp3" lesen</font>
<font color="#555555">023 </font>      Key key = ks.getKey(ALIAS, KEYPASS);
<font color="#555555">024 </font>      <font color="#00AA00">//Signatur-Objekt erstellen</font>
<font color="#555555">025 </font>      Signature signature = Signature.getInstance(<font color="#0000FF">"SHA/DSA"</font>);
<font color="#555555">026 </font>      signature.initSign((PrivateKey)key);
<font color="#555555">027 </font>      <font color="#00AA00">//Eingabedatei einlesen</font>
<font color="#555555">028 </font>      FileInputStream in = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(args[0]);
<font color="#555555">029 </font>      <font color="#006699">int</font> len;
<font color="#555555">030 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] data = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">byte</font>[1024];
<font color="#555555">031 </font>      <font color="#0000AA">while</font> ((len = in.read(data)) &gt; 0) {
<font color="#555555">032 </font>        <font color="#00AA00">//Signatur updaten</font>
<font color="#555555">033 </font>        signature.update(data, 0, len);
<font color="#555555">034 </font>      }
<font color="#555555">035 </font>      in.close();
<font color="#555555">036 </font>      <font color="#00AA00">//Signatur berechnen</font>
<font color="#555555">037 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] result = signature.sign();
<font color="#555555">038 </font>      <font color="#00AA00">//Signatur ausgeben</font>
<font color="#555555">039 </font>      FileOutputStream out = <font color="#0000AA">new</font> FileOutputStream(args[1]);
<font color="#555555">040 </font>      out.write(result, 0, result.length);
<font color="#555555">041 </font>      out.close();
<font color="#555555">042 </font>    } <font color="#0000AA">catch</font> (Exception e) {
<font color="#555555">043 </font>      System.err.println(e.toString());
<font color="#555555">044 </font>      System.exit(1);
<font color="#555555">045 </font>    }
<font color="#555555">046 </font>  }
<font color="#555555">047 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/DigitalSignature.java"><font color="#000055" size=-1>DigitalSignature.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.5: Erstellen einer digitalen Unterschrift</i></p>

<p>
Will beispielsweise der Benutzer, dessen privater Schl&uuml;ssel unter
dem Aliasnamen &#187;hjp3&#171; in der Schl&uuml;sseldatenbank gespeichert
wurde, die Datei <font color="#660099">DigitalSignature.java</font>
signieren und das Ergebnis in der Datei <font color="#660099">ds1.sign</font>
abspeichern, so ist das Programm wie folgt aufzurufen: 
<font color="#333300">
<pre>
C:\---&gt;<b>java DigitalSignature DigitalSignature.java ds1.sign</b>
</pre>
</font>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>

<p>
Die Laufzeit des Programms ist betr&auml;chtlich. Das Verschl&uuml;sseln
des Message Digest kann auf durchschnittlichen Rechnern durchaus etwa
30 Sekunden dauern. Gl&uuml;cklicherweise ist die Laufzeit nicht nennenswert
von der Dateil&auml;nge abh&auml;ngig, denn das Berechnen des Message
Digests erfolgt sehr schnell.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF">&nbsp;Hinweis&nbsp;</font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>


<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id048001006003"></a>
<h4>Verifizieren einer digitalen Unterschrift </h4>

<p>
Das Programm zum Verifizieren arbeitet &auml;hnlich wie das vorige.
Statt mit <a href="index_i.html#ixb102613"><font color=#000080><tt>initSign</tt></font></a>
wird das <a href="index_s.html#ixb102612"><font color=#000080><tt>Signature</tt></font></a>-Objekt
nun mit <a href="index_i.html#ixb102614"><font color=#000080><tt>initVerify</tt></font></a>
initialisiert und das Ergebnis wird nicht durch Aufruf von <a href="index_s.html#ixb102621"><font color=#000080><tt>sign</tt></font></a>,
sondern durch Aufruf von <a href="index_v.html#ixb102622"><font color=#000080><tt>verify</tt></font></a>
ermittelt. 
<a name="listingid048006"></a>

<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* VerifySignature.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">import</font> java.io.*;
<font color="#555555">004 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.cert.Certificate;
<font color="#555555">005 </font><font color="#0000AA">import</font> java.security.*;
<font color="#555555">006 </font>
<font color="#555555">007 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> VerifySignature
<font color="#555555">008 </font>{
<font color="#555555">009 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> String KEYSTORE = <font color="#0000FF">"c:\\windows\\.keystore"</font>;
<font color="#555555">010 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> <font color="#006699">char</font>[] KSPASS   = {<font color="#0000FF">'h'</font>,<font color="#0000FF">'j'</font>,<font color="#0000FF">'p'</font>,<font color="#0000FF">'3'</font>,<font color="#0000FF">'k'</font>,<font color="#0000FF">'s'</font>};
<font color="#555555">011 </font>  <font color="#0000AA">static</font> <font color="#0000AA">final</font> String ALIAS    = <font color="#0000FF">"hjp3"</font>;
<font color="#555555">012 </font>
<font color="#555555">013 </font>  <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">014 </font>  {
<font color="#555555">015 </font>    <font color="#0000AA">try</font> {
<font color="#555555">016 </font>      <font color="#00AA00">//Laden der Schl&uuml;sseldatenbank</font>
<font color="#555555">017 </font>      KeyStore ks = KeyStore.getInstance(<font color="#0000FF">"JKS"</font>);
<font color="#555555">018 </font>      FileInputStream ksin = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(KEYSTORE);
<font color="#555555">019 </font>      ks.load(ksin, KSPASS);
<font color="#555555">020 </font>      ksin.close();
<font color="#555555">021 </font>      <font color="#00AA00">//Zertifikat "hjp3" lesen</font>
<font color="#555555">022 </font>      Certificate cert = ks.getCertificate(ALIAS);
<font color="#555555">023 </font>      <font color="#00AA00">//Signature-Objekt erstellen</font>
<font color="#555555">024 </font>      Signature signature = Signature.getInstance(<font color="#0000FF">"SHA/DSA"</font>);
<font color="#555555">025 </font>      signature.initVerify(cert.getPublicKey());
<font color="#555555">026 </font>      <font color="#00AA00">//Eingabedatei lesen</font>
<font color="#555555">027 </font>      FileInputStream in = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(args[0]);
<font color="#555555">028 </font>      <font color="#006699">int</font> len;
<font color="#555555">029 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] data = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">byte</font>[1024];
<font color="#555555">030 </font>      <font color="#0000AA">while</font> ((len = in.read(data)) &gt; 0) {
<font color="#555555">031 </font>        <font color="#00AA00">//Signatur updaten</font>
<font color="#555555">032 </font>        signature.update(data, 0, len);
<font color="#555555">033 </font>      }
<font color="#555555">034 </font>      in.close();
<font color="#555555">035 </font>      <font color="#00AA00">//Signaturdatei einlesen</font>
<font color="#555555">036 </font>      in = <font color="#0000AA">new</font> FileInputStream(args[1]);
<font color="#555555">037 </font>      len = in.read(data);
<font color="#555555">038 </font>      in.close();
<font color="#555555">039 </font>      <font color="#006699">byte</font>[] sign = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">byte</font>[len];
<font color="#555555">040 </font>      System.arraycopy(data, 0, sign, 0, len);
<font color="#555555">041 </font>      <font color="#00AA00">//Signatur ausgeben</font>
<font color="#555555">042 </font>      <font color="#006699">boolean</font> result = signature.verify(sign);
<font color="#555555">043 </font>      System.out.println(<font color="#0000FF">"verification result: "</font> + result);
<font color="#555555">044 </font>    } <font color="#0000AA">catch</font> (Exception e) {
<font color="#555555">045 </font>      System.err.println(e.toString());
<font color="#555555">046 </font>      System.exit(1);
<font color="#555555">047 </font>    }
<font color="#555555">048 </font>  }
<font color="#555555">049 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/VerifySignature.java"><font color="#000055" size=-1>VerifySignature.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 48.6: Verifizieren einer digitalen Unterschrift</i></p>

<p>
Soll die Datei <font color="#660099">DigitalSignature.java</font>
mit der im vorigen Beispiel erstellten Signatur verifiziert werden,
kann das durch folgendes Kommando geschehen: 
<font color="#333300">
<pre>
C:\---&gt;<b>java VerifySignature DigitalSignature.java ds1.sign</b>
verification result: true
</pre>
</font>

<p>
Wird nur ein einziges Byte in <font color="#660099">DigitalSignature.java</font>
ver&auml;ndert, ist die Verifikation negativ und das Programm gibt
<font color="#000077"><tt>false</tt></font> aus. Durch eine erfolgreich
verifizierte digitale Unterschrift k&ouml;nnen wir sicher sein, dass
die Datei nicht ver&auml;ndert wurde. Zudem k&ouml;nnen wir sicher
sein, dass sie mit dem privaten Schl&uuml;ssel von &#187;hjp3&#171;
signiert wurde, denn wir haben sie mit dessen &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel
verifiziert. 

<!-- Section -->

<a name="zertifikate"></a>
<h3>48.1.7 Zertifikate </h3>

<p>
Ein gro&szlig;es Problem bei der Public-Key-Kryptographie besteht
darin, die Authentizit&auml;t von &ouml;ffentlichen Schl&uuml;sseln
sicherzustellen. W&uuml;rde beispielsweise B einen &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel publizieren, der glaubhaft vorgibt, A zu geh&ouml;ren,
k&ouml;nnte dies zu verschiedenen Unannehmlichkeiten f&uuml;hren:
<ul>
<li>Angenommen, C will eine verschl&uuml;sselte Nachricht an A schicken
und verwendet dazu versehentlich den &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel
von B (den es f&uuml;r den von A h&auml;lt). B kann nun mit seinem
eigenen privaten Schl&uuml;ssel die vertrauliche Nachricht lesen.
Um weiterhin unentdeckt zu bleiben, k&ouml;nnte B die Nachricht anschlie&szlig;end
sogar mit dem echten &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel von A verschl&uuml;sseln
und an A weitersenden.
<li>Noch folgenreicher ist die Umkehrung. B k&ouml;nnte (als A getarnt)
Dokumente mit einer digitalen Unterschrift versenden, die f&uuml;r
die von A gehalten wird und so im Namen von A beispielsweise gesch&auml;ftliche
oder rechtlich relevante Transaktionen ausl&ouml;sen. A w&auml;re
anschlie&szlig;end in der unangenehmen Sitution, nachweisen zu m&uuml;ssen,
dass ihm der von B verwendete private Schl&uuml;ssel nie geh&ouml;rte
und bekannt war.
</ul>

<p>
Einen Schutz gegen derartigen Missbrauch bringen <a name="ixa103499"><i>Zertifikate</i></a>.
Ein Zertifikat ist eine Art Echtheitsbeweis f&uuml;r einen &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel, das damit &auml;hnliche Aufgaben erf&uuml;llt wie
ein Personalausweis oder Reisepass. Ein Zertifikat besteht meist aus
folgenden Teilen: 
<ul>
<li>Dem &ouml;ffentlichen Schl&uuml;ssel des Zertifikatsinhabers.
<li>Identit&auml;tsmerkmalen des Inhabers (beispielsweise Name, Wohnort,
Firma, einem Photo etc...).
<li>Der Bezeichnung des Zertifikatsausstellers.
<li>Der digitalen Signatur des Ausstellers.
<li>Der digitalen Signatur des Inhabers.
</ul>

<p>
Die Glaubw&uuml;rdigkeit des Zertifikats h&auml;ngt von der Glaubw&uuml;rdigkeit
des Ausstellers ab. Wird dieser als vertrauensw&uuml;rdig angesehen,
d.h. kann man seiner digitialen Unterschrift trauen, so wird man auch
dem Zertifikat trauen und den darin enthaltenen &ouml;ffentlichen
Schl&uuml;ssel akzeptieren. 

<p>
Dieses Vertrauen kann einerseits darauf basieren, dass der Aussteller
eine anerkannte Zertifizierungsautorit&auml;t ist (auch <a name="ixa103500"><i>Certification
Authority</i></a>, kurz <a name="ixa103501"><i>CA</i></a>,
genannt), deren &ouml;ffentlicher Schl&uuml;ssel bekannt und deren
Seri&ouml;sit&auml;t institutionell manifestiert ist. Mit anderen
Worten: dessen eigenes Zertifikat in der eigenen Schl&uuml;sselverwaltung
bekannt und als vertrauensw&uuml;rdig deklariert ist. Andererseits
kann das Vertrauen in das Zertifikat daher stammen, dass der Aussteller
pers&ouml;nlich bekannt ist, sein &ouml;ffentlicher Schl&uuml;ssel
eindeutig nachgewiesen ist, und seiner Unterschrift Glauben geschenkt
wird. 

<p>
Der erste Ansatz wird beispielsweise bei X.509-Zertifikaten <a name="ixa103502"></a>
verfolgt. Institute, die derartige Zertifikate ausstellen, werden
meist staatlich authorisiert und gepr&uuml;ft. Beispiele daf&uuml;r
sind <a name="ixa103503"><i>VeriSign</i></a>, <a name="ixa103504"><i>Thawte</i></a>
oder das <a name="ixa103505"><i>TA Trustcenter</i></a>. Der zweite
Ansatz liegt beispielsweise den Zertifikaten in PGP zugrunde. Hier
ist es sogar m&ouml;glich, &ouml;ffentliche Schl&uuml;ssel mit mehreren
digitalen Unterschriften unterschiedlicher Personen zu signieren und
so die Glaubw&uuml;rdigkeit (bzw. ihre Reichweite) zu erh&ouml;hen.

<p>
Zertifizierungsinstitute stellen meist auch Schl&uuml;sseldatenbanken
zur Verf&uuml;gung, aus denen Zertifikate abgerufen werden k&ouml;nnen.
Diese dienen auch als Anlaufstelle, um ung&uuml;ltig gewordene oder
unbrauchbare Zertifikate zu registrieren. Lokale Schl&uuml;sselverwaltungen
k&ouml;nnen sich mit diesen Informationen synchronisieren, um ihren
eigenen Schl&uuml;sselbestand up-to-date zu halten. 
<hr>
<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html">&nbsp;Titel&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html">&nbsp;Inhalt&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html">&nbsp;Suchen&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html">&nbsp;Index&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()">&nbsp;DOC&nbsp;</a>
<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage, Addison
Wesley, Version 5.0.1
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100302.html">&nbsp;&lt;&lt;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100302.html">&nbsp;&nbsp;&lt;&nbsp;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100304.html">&nbsp;&nbsp;&gt;&nbsp;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100307.html">&nbsp;&gt;&gt;&nbsp;</a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()">&nbsp;API&nbsp;</a>
<td align="right">&copy; 1998, 2007 Guido Kr&uuml;ger &amp; Thomas
Stark, <a href="http://www.javabuch.de">http://www.javabuch.de</a>
</table>
<a name="endofbody"></a>
</body>
</html>
generated by cgit v1.2.3 (git 2.25.1) at 2026-01-17 20:03:19 +0000