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J2ME 安全開發實戰：Bouncy Castle Crypto API 完整應用指南

編輯：J2ME

前言：為何行動裝置需要密碼學？

無線通訊易遭竊聽，且裝置算力有限，傳統 TLS/SSL 完整實作過於沉重。Bouncy Castle 提供輕量級、開源、支援 MIDP 的完整密碼學套件，涵蓋對稱加密、非對稱加密、雜湊、數位簽章、憑證解析等，是 J2ME 安全開發的首選。

J2ME 安全架構簡述

CLDC/MIDP 沙箱：位元組碼預驗證、受信任/非受信任保護域、敏感 API 權限機制。
應用層加密：保護資料本身而非傳輸管道，符合端到端安全原則。

Bouncy Castle 特性與整合要點

支援 JCE 1.2.1 介面，從 J2SE 1.4 到 MIDP 皆可執行。
文件缺乏：需閱讀原始碼與測試案例理解類別關係。
必須混淆：未混淆會在實機拋 NoClassDefFoundError: java.math.BigInteger。推薦 ProGuard、RetroGuard（開源）或 DashO（商業）。
只引入用到的原始碼模組，配合混淆將 JAR 壓至最小。

核心功能程式碼範例

1. RSA 1024-bit 金鑰對產生（WTK 2.5 約 2 分鐘）

public void generateRSAKeyPair() throws Exception {
    SecureRandom sr = new SecureRandom();
    BigInteger pubExp = new BigInteger("10001", 16); // 65537
    RSAKeyGenerationParameters param = new RSAKeyGenerationParameters(pubExp, sr, 1024, 80);
    RSAKeyPairGenerator gen = new RSAKeyPairGenerator();
    gen.init(param);
    AsymmetricCipherKeyPair pair = gen.generateKeyPair();
    RSAPrivateCrtKeyParameters priv = (RSAPrivateCrtKeyParameters) pair.getPrivate();
    RSAKeyParameters pub = (RSAKeyParameters) pair.getPublic();
    // 儲存 priv/pub 供後續使用
}

2. 數位簽章（RSA + SHA1 + PSS）

public byte[] sign(byte[] data, RSAPrivateCrtKeyParameters priv) throws Exception {
    SHA1Digest digest = new SHA1Digest();
    RSAEngine engine = new RSAEngine();
    PSSSigner signer = new PSSSigner(engine, digest, 64); // salt=64 bytes
    signer.init(true, priv);
    signer.update(data, 0, data.length);
    return signer.generateSignature();
}

public boolean verify(byte[] data, byte[] sig, RSAKeyParameters pub) throws Exception {
    SHA1Digest digest = new SHA1Digest();
    RSAEngine engine = new RSAEngine();
    PSSSigner signer = new PSSSigner(engine, digest, 64);
    signer.init(false, pub);
    signer.update(data, 0, data.length);
    return signer.verifySignature(sig);
}

3. 加密/解密（RSA ECB/PKCS1）

public byte[] encrypt(String plain, RSAKeyParameters pub) throws Exception {
    AsymmetricBlockCipher cipher = new RSAEngine();
    cipher.init(true, pub);
    return cipher.processBlock(plain.getBytes(), 0, plain.getBytes().length);
}

public String decrypt(byte[] cipherText, RSAPrivateCrtKeyParameters priv) throws Exception {
    AsymmetricBlockCipher cipher = new RSAEngine();
    cipher.init(false, priv);
    byte[] plain = cipher.processBlock(cipherText, 0, cipherText.length);
    return new String(plain).trim();
}

4. X.509 憑證解析（DER 格式）

public void parseCert(byte[] der) throws Exception {
    ASN1InputStream in = new ASN1InputStream(new ByteArrayInputStream(der));
    ASN1Sequence seq = (ASN1Sequence) in.readObject();
    X509CertificateStructure cert = new X509CertificateStructure(seq);
    TBSCertificateStructure tbs = cert.getTBSCertificate();
    System.out.println("Subject: " + tbs.getSubject());
    System.out.println("Issuer:  " + tbs.getIssuer());
    System.out.println("Serial:  " + tbs.getSerialNumber().getValue());
    // Extensions 遍歷...
}