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1、基于Java点对点通信技术DES密钥交换摘要：介绍了使用Java的点对点通信技术，基于Diffie-Hellman规则，给出了IBMDES密钥交换的总体方案、算法和应用程序，详细说明了其中涉及的主要技术和方法，同时给出了在PC机上用二进制指数分解法实现大数模运算的算法分析和实现方案。关键词：密钥交换；Java；DES；Diffie-Hellman中图分类号：TP301.6；311.11文献标志码：A文章编号：1006-8228(2012)11-23-03InterchangeofDEScipherkey
2、basedonJavap2pcommunicationtechnologyWangZhida(NingboPolytechnic,Ningbo,Zhejiang315800,China)Abstract：Thescheme,module,andapplicationprogramofIBMDEScipherkeyinterchangebyDiffie-HellmanrulesbasedonJavaP2Pcommunicationtechnologyareintroduced.Therelatedtech
3、niquesandmethodsindetailareexplained・ThemoduleanalysisandtheimplementationschemeofcalculatinglargefiguremodulusonPCwithbinaryindexdecomposingmethodaregiven.Keywords：cipherkeyinterchange；Java；DES；Diffie-Hellman0引言在IBMDES加密传输应用中，如果是首次通信或密钥已过期，则需要进行Diffie-H
4、ellman密钥交换［6］。本文使用Java的点对点通信技术和二进制指数分解法［1］设计Diffie-Hellman密钥交换应用程序，如图1、图2所示。图1密钥交换服务端图2密钥交换客户端密钥交换双方运行各自的程序，一方以客户机方式连接另一方（服务端），设定任意的初始值（Diffie-Hellman运算指数），系统计算并交换密钥种子，生成初始密钥，经DES系数和DES模数处理后得到DES密钥。1算法1.1算法概要密钥交换过程如图3所示。［设定初始值m］［密钥k=f2（N,m）］［交换程序］［公共通信网络
5、］［密钥交换程序［密钥种子M二fl(m)］［接收N］［设定初始值n］［密钥k，=f2(M,n)］［密钥种子N二fl(n)][接收M]图3密钥交换过程程序预设两个Diffie-Hellman运算基数p和q(大于80位二进制)，程序运行时，交换双方分别设定运算指数m/n(大于20位二进制)，程序用Diffie-Hellman算法［5］计算密钥种子：M=pmmodqN二pnmodq程序交换M/N后，计算密钥：k=Nmmodqk"=Mnmodq根据模运算的性质：(pnmodq)mmodq=pnmmodq=pmn
6、modq=(pmmodq)nmodq所以：k=k?1.2算法设计由于pm、pn以及Nm、Mn这样的大数，已远远超出了现有计算机处理数据的范围，本文用二进制指数分解法进行计算，概括如下(设要计算PDmodQ)：将D转换成二进制数B(设为bnbnT…blbO),各位从右到左依次存入bi(i=0,1,2,...,n,bi=0或1),得到D的分解式：bnX2n+bn-lX2n-1++blX21+b0X20式中各项从右到左依次存入di(i=0,1,2,...,n),得到PD的分解式：按照模运算的规律，若数列(x=
7、0,1,2,n)中大于Q的最小元素是(OWtWn),且modQ二T,贝U：modQ等价于modQ在程序中可使用循环，逐步减小PD分解式中指数较大的项，同时，利用模运算的如下性质［3］：(X*Y*Z)modQ二(((X*Y)modQ)*Z)modQ得到算式PDmodQ中PD的可计算等价数(设为A),然后计算AmodQ的结果。1.3算法实现按照上述算法，用Java实现如下：importjava・io.*；publicclassclfm{publicstaticvoidmain(Stringargs[])th
8、rowsException{longp=2000000001,d=9223372036854775807L,q二2147483647,t,result,temp；inti,j,k,n；longdata[]L]=newlong[200][2]；
